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量子化学計算に基づいたリガンド結合部位の分子相互作用場算出法の開発

基于量子化学计算的配体结合位点分子相互作用场计算方法的发展

基本信息

批准号：
22K06563
负责人：
合田浩明
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Showa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本年度はハロゲン結合に着目し、標的タンパク質のリガンド結合部位に対して、ハロゲン結合が形成される領域とその強さをマッピングする方法を考案した。低分子化合物のハロゲン結合形成可能領域を記述する分子相互作用場(Molecular interaction field: MIF)を計算するための量子化学計算を用いた方法は、既に構築済みである。この方法を用いれば、ハロゲン結合が形成される領域とその強さをタンパク質上にマッピングすることも、原理的には可能である。しかし、量子化学計算は計算負荷が高い上に、タンパク質のリガンド結合部位を構成する原子数は多いため、現実的な計算時間でタンパク質に対するMIF計算を実施することはできない。そこで本研究では、以下の３段階でタンパク質のMIF計算を実施するものとした。①タンパク質を構成する原子団を模したモデル分子に対してハロゲン結合に関するMIFを、量子化学計算を用いた方法により算出する。②得られたMIFをガウス関数展開によって近似する。③得られた近似関数を用いて、タンパク質のリガンド結合部位にMIFをマッピングする。本年度の検討では、ホルムアルデヒド分子をタンパク質主鎖のカルボニル基を模したモデル化合物とし、臭素分子をプローブ分子として、ホルムアルデヒド分子周りのハロゲン結合に関するMIFとその近似関数を算出した。タンパク質主鎖を模したモデル分子としてホルムアルデヒド分子を用いたのは、タンパク質―リガンド間で観察されるハロゲン結合の多くにおいて、タンパク質主鎖のカルボニル基が関与しているからである。さらに、この近似関数を用いてタンパク質のリガンド結合部位にハロゲン結合に関するMIFをマッピングする方法とソフトウェアを完成させた。

This year, the method of combining the target and the target is examined. The molecular interaction field (MIF) of low molecular weight compounds was calculated by quantum chemical calculation method, and the Molecular interaction field was constructed. This method is based on the theory that the field is strong, and the principle is strong. The computational load of quantum chemistry is very high, and the number of atoms in the composition of the binding sites is very high. The computational time is very high. This study is based on the following 3-stage MIF calculation. 1. The atomic structure of quantum chemistry is calculated by quantum chemistry method. 2. To obtain MIF information, expand it to approximate the number of MIFs. 3. The approximate number of MIF is used. This year's study was conducted to calculate the approximate relationship between MIF and the molecular cycle of the compound. The main lock of the right and left elements of the right and left elements of For example, the approximate number of components used in the combination of MIF and the quality of the components used in the combination is: