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      最終修正日

   2008年6月5日

分子設計支援システム

ONIOM Interface for Receptor

- HyperChem GUIをコアとする、世界初完全自動インターラクティブマルチレイヤONIOM計算インターフェイス -

PDBフォーマットバージョン2.3、3.0、3.1対応

世界が認める最強の分子モデリング環境     

HyperChem   front-ended

HyperChemの魅力を凝縮したスライドショーへのリンク

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。

特徴

タンパク分子システムなどの巨大分子システムに対する代表的な量子化学計算手法として、現在、Gaussianが搭載するONIOM法、MOPAC200Xが搭載する半経験分子軌道法によるMOZYME法およびAb-InitioフラグメントMO法が挙げられます。本プログラムはHyperChemユーザーインターフェイスを利用してGaussianに搭載されるONIOM計算を極めて容易に実行可能にします。また、HyperChemユーザーインターフェイスを利用してMOPAC2000に搭載されるMOZYME計算を実行できるMopac Interface for HyperChemがすでにあることから、本プログラムの登場により、巨大分子システムに対する代表的量子化学計算手法のうちの2手法がHyperChemユーザーインターフェイス上で極めて容易に実行可能となります。

ONIOM Interface for ReceptorはHyperChemの分子モデリング機能で用意した分子システムの2-レイヤ（QM:QMおよびQM:MM）および3-レイヤONIOM（QM:QM:QMおよびQM:QM:MM）計算のためのGaussianの入力ファイルを自動的に生成して起動し、その計算結果を再びHyperChemに取り込むことができます。HyperChemに取り込める情報としては、各種電荷および計算構造です。さらに、構造最適化中の途中構造をリアルタイムで更新できます。ONIOM Interface for Receptorはレセプターとリガンドなどのタンパクと低分子からなる分子システムに特化したONIOMインターフェイスです。このため、Gaussianにおける不足力場パラメータ、リンク原子情報および電荷情報を自動的に生成できます。また、HyperChemに計算結果をその場でフィードバックさせる必要がない場合には、UNIX版Gaussian用ONIOMインターフェイスとしても極めて有用です。

本ソフトウェアは分子モデリング、分子エディタモジュールプログラムである周辺モデリングプロフェッショナルプログラムにGaussian Interface for HyperChemとともに一体化されており、それにより低分子化合物との複合体構造や金属原子を含む巨大分子システム全体を量子化学的に処理して分子設計、相互作用解析、遷移状態解析、機能解析できるようになります。

最新版では、タンパク質分子が低分子と共有結合しているケースでも自動的にパラメータが用意され、問題なくONIOM計算が実施できます。

具体的な使用法は実施例を参照してください。

^* ONIOM Interface for ReceptorのLink0オプションにあるCheckpointファイル入力ボックスにファイル名を指定すれば、GaussianのCheckpointファイルが生成されますので、CheckpointファイルあるいはFormcheckファイルを必要とする他のGaussianビューアで分子軌道や静電ポテンシャル等の計算結果を確認することができます。

^** （QM:MM）および（QM:QM:MM）の場合、Lowレイヤで設定できる分子力場計算（MM）はAmberのみです。

以下は周辺モデリングプロフェッショナルプログラムで調整した初期構造（赤色）をもとにGaussianの2-レイヤONIOM（HF/6-31G*:Amber）で構造最適化（青色）し、その構造をHyperChemにフィードバックしてタンパク重ね合わせプログラムでRMSフィットした結果です（右図はLowレイヤの重原子座標を固定した部分構造最適化の結果です）。

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以上)

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: 6.x/7.x/8.0x (Windows版；学生版は未確認)

Gaussian: HyperChemに計算結果をフィードバックさせるにはGaussian98W Revision A.9以上（推奨Gaussian03W以上）が必要です。^*

TclPro1.2: TclPro1.2 (Windows版)。TclPro1.2はウェブ上から無料で入手できます。

^* Gaussian03のオプションが表示されますので、Gaussian98では使用できないオプションがあります。また、生成されるONIOM計算用入力ファイルをGaussian98で動作させるにはこれを手動で編集する必要があります。

備考

ONIOM Interface for Receptorは分子モデリング、分子エディタプログラムである周辺モデリングプロフェッショナルプログラムに付属していますので、そちらもご参照ください。

ONIOM Interface for Receptorはその名のとおりHyperChem作業領域にタンパク質分子（実際にレセプターである必要はありません）と低分子（化合物以外にも水分子や金属原子等でも使用できます）のそれぞれが1分子以上ロードされていないと実行できません。

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^* 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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