速度論的Ｈ／Ｄ同位体効果の新規理論解析手法の開発

开发新的H/D同位素动力学效应理论分析方法

基本信息

批准号：
17J08102
负责人：
兼松佑典
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Hiroshima City University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

1. 1.MACCHA法の理論開発・テスト計算成果の論文化昨年までの成果である、MACCHA法の理論開発とpositronium hydride (PsH)への応用計算について、論文にまとめChem. Phys. Chem.誌に投稿した。同じく昨年の成果である[FHF]-水素結合クラスタの振動解析結果については別途投稿予定である。2. 2.MACCHA法の速度論的同位体効果への応用のための検討当初の最終目標としていた、酵素反応の速度論的同位体効果の理論解析をMACCHA法を用いて行うためには、まず水素移動反応の遷移状態探索手法が必要であるが、これについては昨年実装した解析的エネルギー二階微分のコードをGaussian16に実装されているBerny探索アルゴリズムと併用することででそれ以上のコードの改変無しで遷移状態探索ができることが確認できた。上記に加えてONIOM法によって酵素等の大規模系を活性部位とそれ以外の部位に分割し、後者に力場や半経験的分子軌道法など低コストなエネルギー評価方法を適用することで計算効率化を行うことも必要になる。こちらもわずかなコード改変でMACCHA法と併用可能であることが小さな分子系ついて確認されたため、酵素反応系を解析するための基盤を一通り整えることができたと考えている。ただし現行の実装ではメモリを冗長に使用する形になっており、開発に使用している計算機ではタンパク質への適用は不可能であった。メモリ使用の効率化については今後の課題としたい。

1。1。MACCHA方法的理论发展和测试计算结果的理论培养直到去年，MacCHA方法的理论发展和对氢化氢（PSH）的应用计算已被编译成纸张并提交给Chem。物理。化学[FHF]氢键簇的振动分析的结果也将是去年的结果。 2。2。2。将MACCHA方法应用于动力学同位素效应，以便使用MacCHA方法对酶反应的动力学同位素作用进行理论分析，这是调查时的最终目标，使用MACCHA方法，首先需要用于氢转移反应的过渡状态搜索方法。这证实，通过使用去年实施的分析能量二阶差异代码，可以通过使用Gaussian16中实施的Berny搜索算法进行进一步修改的过渡状态。除上述内容外，还必须使用ONIOM方法将大规模系统（例如酶）分为活性位点和其他位点，并将低成本能量评估方法（例如力场和半经验分子轨道方法）应用于后者，以提高计算效率。该方法还被确认为一个小分子系统，可以与MacCha方法结合使用，并稍有代码修改，我们认为它已经能够为分析酶反应系统的完整基础做好准备。但是，当前的实现使用冗余内存，并且用于开发的计算机无法将其应用于蛋白质。我们想考虑将来改善记忆使用量作为将来的问题。