1万原子以上を持つ複雑系分子を超高速シミュレーション 研究活動 | 研究／産学官連携

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１ 万 原 子 以 上 を 持 つ 複 雑 系 分 子 を 超 高 速 シ ミ ュ レ ー シ ョ ン

〜 生 体 分 子 の 構 造 予 測 、 電 子 材 料 の 開 発 に 活 用 〜

名 古 屋 大 学 ン 生 命 分 子 研 究 所 _ITbM ン Stephan Irle 教 授 西 本 佳 央 大 学 院 生 び 産 業 技 術 総 合 研 究 所 _{AIST Dmitri} Fedorov ^{研 究 員 １}00^{万 原 子 以 持 分 子 高 速 解 析 新 い コ ン ュ タ ュ}

ョ ン 法 開 発

生 化 学 や ノ 分 扱 う 分 子 タ ン パ 質 や ン 群 い ₁万

〜₁₀₀万 個 い う 多 数 原 子 多 く 見 子 化 学 用 い

分 子 群 解 析 う 膨 大 コ ン ュ タ 消 費 長 時 間 要 い

そ 原 子 多 い 分 子 解 析 非 常 困 難 い 例 え ば 分 子

サ ₁₀₀倍 大 く 場 合 消 費 コ ン ュ タ ₁₀₀万 〜₁₀₀兆 倍 あ

今 回 教 授 大 分 子 ン 分 割 ン 分 子 軌 道 法 _FMO

密 度 汎 関 数 強 束 縛 分 子 法 _DFTB 組 合 わ せ _FMO-DFTB い う 新 コ ン ュ タ ュ ョ ン 法 開 発 _FMO-DFTB法 _DNA タ ン パ 質 い 大 型 分 子 や １₀₀万 原 子 超 え ン 群 構 造 解 析 成 功 約₂万 個 原 子

水 分 子 群 _FMO-DFTB法 用 い 解 析 _DFTB法 そ₃週 間 予 想 結 果 対 約₃分 間 約₁万 倍 速 度 解 析 結 果 得

FMO-DFTB^{法 パ コ ン ュ タ 必 要} 巨 大 複 雑 系 分 子

ッ パ ソ コ ン 高 速 精 密 解 析 新 い 方 法 化 学 反 応

始 生 体 分 子 や ノ 材 料 構 造 解 析 生 物 や 化 学 様 々

研 究 分 応 用 期 待 本 研 究 成 果 米 国 理 論 化 学 誌

ン コ ン ュ ョ ン ン ン 版 公 開

掲 載 雑 誌 、 論 文 名 、 著 者

掲 載 雑 誌 ：Journal of Chemical Theory and Computation

ン コ ン ュ ョ ン

論 文 名 ：“Density-Functional Tight-Binding Combined with the Fragment Molecular Orbital Method” 密 度 汎 関 数 強 束 縛 分 子 法_(DFTB) ン 分 子 軌 道 法_(FMO) 組 合 わ せ 新 手 法 著 者 ：Yoshio Nishimoto, Dmitri G. Fedorov, Stephan Irle ^{西 本 佳 央 ン}

論 文 掲 載 日 ：₂₀₁₄年_{9 22}日 DOI: 10.1021/ct500489d

今 回 記 者 会 見 行 い せ 本 研 究 成 果 い 質 問 い 記

問 い 合 わ せ く い

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図 1 F M O D F T B 組 合 わ せ 超 高 速 F M O - D F T B 法

* FMO-DFTB^法 GAMESS-US ^{無 料 子 化 学 ソ 次 回 更 新 提 供 予 定}

GAMESS ^： http://www.msg.ameslab.gov/gamess/

今 回 の 研 究 の ポ イ ン ト

1) ^{新 い}FMO-DFTB^{法 用 い パ コ ン ュ タ 必 要 い 大}

型 複 雑 系 分 子 解 析 小 型 パ ソ コ ン タ や ッ パ ソ コ ン 超 高 速 精 密 行 う

2) ^約2^{万 個 原 子 水 分 子 群 い} FMO-DFTB^{法 用 い 約} 1^{万 倍 速 度 解 析 結 果 得}

3) _FMO-DFTB法 多 く 原 子 タ ン パ 質 や ン 群 生 体 分 子 や 材 料 物

質 解 析 応 用 可 能

FMO‐DFTB ^法

化学反応や構 予測

用

いる超高 分子シミュレーション フラグメント分子軌道法

FragmentMolecularOrbitalmethod(FMO) 大き 分子をフラグメント 分割

密度

汎

関数強束縛分子法

Density‐Func onalTight‐Bindingmethod (DFTB) 半経験的量子化学