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最終修正日 2008年6月5日
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分子モデリング、創薬支援システム
Homology Modeling Professional for HyperChem, Revision E1 with Gaussian Interface for HyperChem & ONIOM Interface for Receptor
創薬支援システムとしてDocking Study with HyperChemおよびHomology Modeling Professional for HyperChemを使用した初の成果論文がサイエンス誌に掲載 Science. 2008 Feb 1;319(5863):624-7.
PDBフォーマットバージョン2.3、3.0、3.1対応
Powered by Homology Modeling for HyperChem THE IMPOSSIBLE BECOMES POSSIBLE. 最新、高性能・高機能タンパクモデリング、機能解析、シミュレーションパッケージ 分子力学計算はもとよりab initio量子化学計算、分子動力学シミュレーションを網羅的に実施して、巨大分子モデリング、機能解析、シミュレーションできる、HyperChemをコアとする最先端分子モデリングパッケージ。HyperChemとGaussian03をシームレスに制御、計算結果をリアルタイムにフィードバック。プロフェッショナルバージョンでは完全自動ONIOMインターフェイスにより巨大分子システム全体を量子化学的に処理。すべての操作が完全自動化・GUI化され、構造ベース創薬からライフサイエンス研究におけるあらゆる論理的分子設計、未踏研究をロジカルに支援。さらに、世界初、究極の革新技術を搭載した最大1万化合物までのin silicoスクリーニング対応タンパク・リガンドフレキシブルドッキングシミュレーションプログラム、Docking Study with HyperChemパッケージと連携可能。リビジョンB1からは完全自動レンダリング機能、ラベリング機能を全モジュールに搭載して、文献のフィギュアレベルの美しさでモデリング、機能解析、シミュレーションが可能。 なお、タンパクホモロジーモデリング作業だけの場合は主鎖、側鎖、全体構造の最適化に関する3つのモジュールを利用するだけです。また、これらモジュール内の作業は自動化されているため、ほぼ全自動で高精度にホモロジーモデリングできます。
販売実績 国内製薬企業、国内化学企業、国内ライフサイエンス企業、国内国立研究機関、国内大学研究機関、海外企業、海外大学研究機関
パンフレット（PDFファイル：12MB） 旧リビジョンのパンフレットです SBDDソリューション資料（PDFファイル：2MB） New 2008/5/28
製品紹介論文 Molecular Science, 1, NP004, 2007
成果論文 Science. 2008 Feb 1;319(5863):624-7
世界が認める最強の分子モデリング環境 HyperChem front-ended
世界が認める最強の計算化学環境 Gaussian back-ended 弊社はGaussianオフィシャルサイトにトップレベルでリンクされている国内唯一のメーカーです。
Homology Modeling for HyperChem概要 Homology Modeling Professional for HyperChemは、分子モデリングで世界的に最も定評のあるHyperChemをフロントエンドとし、生体高分子モデリング、機能解析およびシミュレーションに必要な多くのモジュールプログラムから構成されています。これらモジュールプログラムの多くが既知モデリングシステムにはない最先端独自技術を搭載しており、HyperChemの機能と融合することで、かつてない画期的な分子モデリング、機能解析、シミュレーション支援システムおよび新薬開発研究における創薬支援システムとなります。
研究者による研究者のためのソフトウエア設計 Homology Modeling Professional for HyperChemでは直感的操作性に強く配慮されており、HyperChemオプションでは複雑なステップを必要とする操作がワンクリックで達成されます。ほとんどの場合、ボタンを選択するだけで自動的に目的が達成されるように設計されています。また、Homology Modeling Professional for HyperChemで用意されるツールにより、モデリング中のHyperChem自体の操作は分子の回転操作以外を必要としません。完全自動レンダリング機能および自動ラベルリング機能を全モジュールプログラムに搭載しており、文献のフィギュアやデモンストレーションレベルの美しさでモデリング、機能解析、シミュレーションできます。その他、分子番号参照時における生体高分子（タンパク質分子および核酸分子）と他の分子との区別、目的部位へのセンタリング機能、モデリングに伴う構造修正時の取り消し機能、誤った操作に対するUndo機能などの細かなサポートがなされています。このため、HyperChemのコマンドおよびオプションに関する予備知識なしでも生体高分子モデリングが可能であるとともに､パワーユーザーはHyperChemの機能もあわせて駆使できるよう設計されています。
複雑な分子システムに対応 Homology Modeling Professional for HyperChemでは、扱える原子数が約10万（HyperChem7.5以降）と、現在PDBに登録されている構造データを網羅的に扱えます。さらに、生体高分子以外の高分子、低分子あるいは金属原子等を含む混在環境のまま、生体高分子モデリング、機能解析、シミュレーションできます。また、これらが生体高分子と共有あるいは配位結合している場合にも対応しています。必要なパラメータは自動的に割り振られるか、後述する各種計算化学により生成できます。このため、本システムで作成した高精度生体高分子モデルまたは精密化した結晶構造とシードやリード化合物との詳細な相互作用解析により、化合物最適化など高度なin silico創薬研究が可能となります。
世界最強計算化学環境：分子力学計算から量子化学計算まで HyperChemでサーポートされる計算化学がすべて利用できることから、極めて強力な生体高分子機能解析環境を提供します。Mopac2000とMopac Interface for HyperChemおよびQ-Chem1.2 for Windowsが利用可能な環境ではこれらがサポートする計算化学がすべて利用できます。さらに、Homology Modeling Professional for HyperChemに搭載されるGaussian Interface for HyperChemおよびGaussianが搭載するONIOM計算のための完全自動インターフェイスであるONIOM Interface for Receptorを介してGaussianジョブを実行し、生体高分子結晶構造中に含まれるすべての分子種の電子状態を自動的、リアルタイムにHyperChem上の分子システムに反映させることができ、これにより分子システム全体を量子化学的に処理して、究極のモデリング、機能・相互作用解析、シミュレーションさらには未踏研究をもロジカルに支援します。
導入後、即研究可能 その他､各モジュールプログラムは互いに独立して個別に使用でき、併用およびマルチタスクも可能です。PDBファイル、パラメータファイル等を一切編集、準備する必要がないため、研究者は本来の研究に即打ち込めます。プログラムが使用したパラメータおよび結果を含む詳細なログが自動的に生成されます。モデリングおよび機能解析に使用したファイルの管理をプログラム側が行います。HyperChemバージョン5.x/6.x/7.x/8.0xをサポートしていることから、初期バージョンのHyperChemが最新の生体高分子モデリング機能解析環境として利用できるようになります。
画期的パフォーマンス Homology Modeling Professional for HyperChemは単なる創薬支援ツールとしてのみならず、同種既存システムでは不可能な、レセプタータンパクによるリガンド認識メカニズムなどの未踏の研究をもサポートできる優れた潜在的パフォーマンスを有しており、かつ論理的な研究の場を提供します。一方、同種既存システムが本システムの一部のモジュールプログラムだけで年間使用料で数百万から数千万と一般の企業や大学では到底使用できない環境にある中で、Homology Modeling Professional for HyperChemは既存システムの数十分の一あるいは数百分の一という画期的なコストパフォーマンスを達成しています。IntelベースWindowsプラットフォームで動作するため、計算速度、ユーザーインターフェイスの両面でもUnixをプラットフォームとするシステムとは圧倒的性能差が期待できます。
再現性と論理的モデリング Homology Modeling Professional for Hyper Chemは分子モデリングを一貫してHyperChem上で行うことにより、サイエンスの基本である再現性と論理性を確保するとともに、作業時間の大幅な短縮を可能にしています。
究極の低分子および生体高分子設計環境を提供 一般にホモロジーモデリング手法には確立した手順がなく、ホモロジーモデリングを実施する研究者が独自の手法を採用します。そのため、モデリングを実施した本人でさえも同じモデルを二度と作成できないという具合に、とても論理的といえるものではありません。一方、最近では手軽にホモロジーモデリングを経験できるツールが無償または有償で入手可能です。また、すでに予測されたモデルを公共機関から無償で参照できるようになっています。しかしながら、これらのツールや公開データから得られるモデルのほとんどは単に鋳型の座標をコピーしているだけかあるいは主鎖構造のみを考慮しているだけであり、論理性に欠如しているばかりでなく、そのままでは精密なシミュレーションを必要とする創薬研究などの研究には全く使い物になりません。これはアミノ酸一残基のコンフォメーションだけでも間違った配置にあるモデルでは、実際とは全く異なった基質結合部位形状を与えてしまうということを考えれば明らかです。少なくとも研究対象とするモデルの場合には、研究者はモデルの主鎖構造のみならず、側鎖やタンパク質分子に取り込まれているその他の分子や金属原子も含め、これらを精密に、そして科学的根拠に基づいて論理的にモデリングする必要があります。逆に、結晶構造が登録されるのを待っていれば、すでに研究し尽くされているか結晶化しない可能性が極めて高くなります。Homology Modeling Professional for HyperChemはHyperChemをフロントエンドとし、低分子設計の代表的論理的ツールであるHyperChemとGaussianの機能を余すことなく利用してタンパク質分子システムのホモロジーモデリングを論理的に実施できる究極の分子設計支援システムです。Homology Modeling Professional for HyperChemでは、他の同種既存システムがいまなお知識ベースで実施している作業をすべてエネルギー計算に基づいて論理的に実施できるだけでなく、結果として網羅性、効率性、再現性までもが保証されます。具体的には、Homology Modeling Professional for HyperChemパッケージにおける個々のモジュールプログラムはモデルに最善の初期構造を与えるために利用します。これは、計算化学では計算理論のレベルに関係なく、計算対象である初期構造の良し悪しによってのみ、信頼できる、つまりグローバルミニマムの最終構造を与えるか否かが決まるからです。各モジュールプログラムで論理的にモデリングされた最善の初期構造をもって最終的に分子動力学アニーリングおよび構造最適化を実施して最良の最終構造を調整します。こうした作業には非常に高度な専門知識と技術が要求されますが、Homology Modeling Professional for HyperChemではこれらの作業がほぼ自動化されており、ユーザーは用意されているボタンをクリックするだけで目的を達成できるように設計されています。その上でさらに、個々の研究者のロジックで本質的な作業のみに集中して分子設計するための環境までもが提供されています。 具体的なHomology Modeling for HyperChemパッケージの使用例に関しては、ホモロジーモデリングチュートリアルをご参照ください。 最新のテスト情報およびリリースノートは技術サポートにあります。
モジュールプログラム
Gaussian Interface for HyperChem
推奨最小システム構成 プロセッサー: インテル Pentium III, Pentium 4, Celeron, Core2DuoおよびXeon （推奨1GHz以上、AMDプロセッサは未確認） オペレーティングシステム: マイクロソフト Windows 95, 98, NT4, 2000, XPおよびVista* メモリー (RAM): 256 MB (推奨512 MB) グラフィックスボード：OpenGL対応ボード** その他: HD (30 MB); CD-ROMドライブ; マウス * Windows Aero機能を利用してアクティブウインドウ以外を操作しようとした場合にHyperChemとのコミュニケーションが一旦中断される場合があります。 ** Windows Vistaでは Aero機能有効時にグラフィックスドライバが最適化されていないと極端な描画速度の低下および二次構造が表示できないなどの問題を招く場合があります。
必要なソフトウェア HyperChem: 5.x/6.x/7.x/8.0x (Windows版；学生版は未確認) ONIOM Interface for Receptorの使用にはHyperChem 6.x以上が必要です。側鎖ロータマーモデリングプロフェッショナルの自動ロータマー探索機能を使用する場合、HyperChem 5.xでは力場パラメータを追加する必要のある場合があります。 Gaussian: Gaussian Interface for HyperChemを使用する場合はGaussian98W Revision A.9以上（推奨Gaussian03W）が必要です。ONIOM Interface for Receptorを使用する場合、Gaussian98では生成されたGaussian入力ファイルを編集する必要があります。 TclPro1.2: Homology Modeling for HyperChemの使用にはTclPro1.2(Windows版)が必要です。TclPro1.2はウェブ上から無料で入手できます。
備考 Homology Modeling for HyperChemはTcl/Tkプログラムといくつかの32ビットWindowsアプリケーションからなるソフトウェアパッケージです。 このソフトウェアパッケージはTclPro1.2コンパイラーでコンパイルされています。そのため、ソフトウェアパッケージの使用には、パッケージのインストールに先立って、TclPro1.2のインストールが必要です。 充実したオンラインヘルプがソフトウェアパッケージの個々のプログラムから使用できます（英文）。 全機能を実践チュートリアル形式で紹介した日本語版ユーザーマニュアル（同種既存システムのマニュアルはもちろん、文献、書籍からも絶対に得られない最先端ノウハウを満載し、文章だけで約120ページにわたる詳細解説）が付属します。 コントロールセンターを使ったホモロジー検索作業から基本的なホモロジーモデリング作業を初心者用にフィギュア付きで紹介した日本語リファレンスマニュアル（約20ページ）が付属します。 重要：ソフトウェアパッケージをインストールするにあたり、まずシステムにHyperChemとTclPro1.2がインストールされていることを確認してください。このパッケージにはHyperChemおよびGaussianは含まれていません。
* HyperChemはHypercube, Incの登録商標です。 ** GaussianはGaussian, Inc.の登録商標です。 *** 本製品の開発にあたり、Hypercube, Inc.およびGaussian, Inc.の承認済みです。
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