FMO 法は受容体蛋白質とリガンドとの相互作用の解析に有効な手法である この相互作用エネルギーは非経験的電子軌道法近似の精度をもち また 相互作用エネルギーを各エネルギー要素に分解できる 創薬 には 様々なレベルの開発手法が必要であるが その一つの段階として 標的蛋白質と設計 合成された薬物の相互作用エネルギーを解析する事は有用である 薬物開発における FMO 法の利用方法を実習する
FMO 法は京都大学薬学研究科の北浦和夫博士が発明した 大規模分子をフラグメントに分割して非経験的分子軌道法を適用する方法 FMO 法の実行プログラムとして簡単に入手可能なものとして GAMESS と ABINIT-MP などがある GAMESS はアイオワ州立大の Gordon 研究室 (http://www.msg.ameslab.gov/gamess/) で開発 FMO/GAMESS は産業技術総合研究所の d.g.fedorov 博士 ( http://staff.aist.go.jp/d.g.fedorov/) が開発 ABINIT-MP は国立医薬品食品衛生研究所の中野達也博士 (http://moldb.nihs.go.jp/ab initmp/) が開発
GAMESS はアイオワ州立大の Gordon 研究室 http://www.msg.ameslab.gov/gamess/ で開発された 非経験的分子軌道法計算プログラム 分子の電子状態を計算する事により エネルギー 構造最適化 スピン状態などを計算できる 計算手法として RHF や ROHF UHF GVB MCSCF CI PT MP MRMP CC DFT FMO などの手法が使える FMO/GAMESS は産業技術総合研究所の d.g.fedorov 博士 http://staff.aist.go.jp/d.g.fedorov/ が GAMESS に FMO 手法を組み込んだ 上記 GAMESS に組み込まれている ( 概要 文献を書く )
ABINIT-MP は国立医薬品食品衛生研究所の中野達也博士 http://moldb.nihs.go.jp/abinitmp/ が開発した FMO 手法を組み込んだ非経験的分子軌道法計算プログラム ( 概要 文献を書く )
ABINIT-MP は国立医薬品食品衛生研究所の中野達也博士 http://moldb.nihs.go.jp/abinitmp/ が開発した FMO 手法を組み込んだ非経験的分子軌道法計算プログラム ( 概要 文献を書く )
蛋白質とは何か? 生体内存在 ポリペプチド 構造 X 線結晶解析 リガンドとの結合 受容体蛋白質 - リガンド相互作用 構造情報は PDB (Protain DataBank) http://www.pdb.org/ http://www.pdbj.org/ を利用する 対象蛋白質は 1FM9 を利用する The heterodimer of the nuclear receptor ligand binding domains of RXRalpha and PPARgamma bound respectively with 9-cis Retinoic Acid and GI262570 and co-activator peptides, TRANSCRIPTION
蛋白質の構造とは何か? 構造と Ⅹ 線結晶解析 FMO 法演習
リガンドとの結合 受容体蛋白質 - リガンド相互作用 構造情報は PDB (Protein Data Bank) http://www.pdb.org/ ( あるいは http://www.pdbj.org/ ) を利用する 対象蛋白質は 1FM9 を利用する 構造情報の視覚化 データの処理等に利用する個別のプログラム実行環境が必要
PDB 1FM9 Descriptor Title Functional Keywords Total number of polymer chains Total molecular weight RETINOIC ACID RECEPTOR RXR-ALPHA The 2.1 angstrom resolution crystal structure of the heterodimer of the human rxralpha and ppargamma ligand binding domains respectively bound with 9-cis retinoic acid and gi262570 and co -activator peptides the heterodimer of the nuclear receptor ligand binding domains of RXRalpha and PPARgamma bound respectively with 9-cis R etinoic Acid and GI262570 and co-activator peptides, TRANSC RIPTION 4 64221.8 (the details in Structural Details Page)
計算を行うにあたって 実行環境を作成する バックグラウンド計算環境 Linux 計算クラスター ( 既存 解説 ) GAMESS ( 既存 解説 ) C-shell ( 初心者のみ利用法習得 ) r shell ( 初心者のみ利用法習得 ) vi ( 初心者のみ利用法習得 ) ssh ( 初心者のみ利用法習得 )
計算を行うにあたって 実行環境を作成する フロントエンド計算環境 MS-Windows ノートブック PC に以下の環境を入れる Web Browser (InternetExplore, FireFox 他等 ( 無料 )) Teraterm (Terminal Emulator ( 無料 )) WinSCP TeraPad ( 無料 ) または秀丸エディタ ( 有料 ) OpenOffice.org ( 無料 ) または MS-Excel ( 有料 ) 他 Swiss-PdbViewer http://spdbv.vital-it.ch Facio http://www1.bbiq.jp/zzzfelis/ 紹介 http://www.sccj.net/publications/jccj/v4n1/a11/document.pdf Tinker (option) WinGAMESS または PC GAMESS (option) 以上の概要は http://www.cbi.or.jp/cbi/jigyou/gamess_fmo_workshop/machine.set up.note-pc.ms-win.terminal.html を参照
MS-Windows ノートブック PC Web Browser FireFox あるいは MS-Internet Explore など 普通 MS-Windows PC には入っているので 特にインストール処理をする必要はない
MS-Windows ノートブック PC Teraterm Terminal Emulater http://sourceforge.jp/projects/ttssh2/ Linux 計算機に login して shell 環境でコマンド操作をするために MS-Windows にターミナルエミュレータをインストールする
MS-Windows ノートブック PC WinSCP http://winscp.net/eng/docs/lang:jp Linux 計算機と手元 PC との間で file を複写するのに使用する
MS-Windows ノートブック PC 秀丸エディタ ( 有料 ) または TeraPad ( 無料 ) 計算入出力ファイルを手元 MS-Windows PC で操作するのに使用する MS-Windows ではワードパッドやメモ帳が標準であるが ファイル容量や改行マーク フォント等で問題がある時はこれらをインストールする 秀丸エディタ http://hide.maruo.co.jp/support/hidemarufree.html TeraPad http://www5f.biglobe.ne.jp/~t-susumu/library/tpad.html
MS-Windows ノートブック PC OpenOffice.org ( 無料 ) または MS-Excel ( 有料 ) 計算出力結果のグラフ表示にスプレッドシートソフトウエアを使うと見やすい MS-Windows PC 上でのソフトウエアとしては MS-Excel があるが OpenOffice.org でも使用可能 OOo はソフトウエアサイズは比較的大きいが MS-Windows へのインストール自体は難しくない OpenOffice.org http://ja.openoffice.org/
MS-Windows ノートブック PC Swiss-PdbViewer 蛋白質の X 線結晶解析データの可視化ツール current stable version is 4.0.4 http://spdbv.vital-it.ch/ http://spdbv.vital-it.ch/download/binaries/spdbv_4.04_pc.zip をダウンロードして MS-Windows 上で展開する Macintosh の場合は以下の zip file を利用する http://spdbv.vital-it.ch/download/binaries/spdbv_4.04_osx.zip
MS-Windows ノートブック PC Facio GAMESS のための計算化学統合環境 分子モデリング機能 九州大学理学研究院末永正彦先生の開発された Windows 上の PC GAMESS/WinGamess 及び Gaussian のための計算化学統合環境で実行に必要な分子モデリング 入力ファイルの作成 計算の開始 計算結果の可視化を GUI によりサポートする 参考文献 : http://www.sccj.net/publications/jccj/v4n1/a11/document.pdf http://www.sccj.net/publications/jccj/v7n1/h1920/abstj.html 取得 : http://www.scc.kyushu-u.ac.jp/facio/facio1511.zip の zip file を down load して MS-Windows 上で展開する 使用法参考先 http://www.cbi.or.jp/facio/fmoworkshop.html