GENESIS Users’ Group第７回研究会

～ 創薬・材料研究で役立つ「自由エネルギー摂動法」の応用編を紹介！ ～

株式会社JSOLはGENESIS Users' Group（運営：株式会社理研数理（※1））と連携して第7回研究会を共催します。今回は、2023年2月に実施した第5回研究会の続編として、分子動力学（MD）ソフトウェア「GENESIS」（※2）を用いた自由エネルギー摂動法（Free Energy Perturbation – FEP法）（※3）の応用編について、デモンストレーションも交えてご紹介いただきます。
FEP法は、創薬研究においてタンパク質とリガンド（薬剤）の結合状態を調べるための重要な計算法です。また、創薬に限らず、材料設計においても分子間の親和性や溶解性などを評価する際にも活用できる計算法です。創薬研究や材料研究に携わる方にとって、GENESISの優れた機能を知る絶好の機会となりますので、ぜひご参加をご検討ください。

※1：株式会社理研数理（以下、理研数理）は、GENESISの開発拠点である理化学研究所計算科学研究センター粒子系生物物理研究チーム（杉田有治チームリーダー）と連携し、GENESISの利用が見込まれる国内の企業ユーザーと開発者が集うユーザーグループ「GENESIS Users' Group」を運営しています。

※2：「GENESIS」は、国立研究開発法人理化学研究所（以下、理化学研究所）を中心に開発している分子動力学ソフトウェア（フリーソフトウェア：LGPLv3で配布）で、生体分子を含むさまざまな分子システムのダイナミクスを計算します。
特長の一つである超高並列性能により、スーパーコンピュータ「富岳」上で10億原子からなる分子混雑環境系のシミュレーションを実現した一方で、生命科学や創薬に加え材料開発分野での応用計算も念頭に種々のアルゴリズムを実装し、GPU対応など汎用化を進めています。
今後、産業界などでGENESISの幅広い活用が期待されます。

※3：MDシミュレーションを用いた自由エネルギー摂動法（Free Energy Perturbation – FEP法）は、タンパク質—リガンド、タンパク質—タンパク質の会合に伴う自由エネルギー変化（絶対自由エネルギー変化と相対自由エネルギー変化）を予測する最も一般的な手法です。FEP法では、状態間の自由エネルギー変化を多くの中間状態を導入して評価するため計算コストが高くなります。GENESISでは、スーパーコンピュータのような超並列計算機を有効に活用した効率的なFEP法が実装されています。さまざまな拡張アンサンブル法と組み合わせ、タンパク質—リガンド結合に限らず、タンパク質の会合やリガンドの膜透過に伴う自由エネルギー変化を高精度・高効率に予測する手法が開発されています。