(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
指定された２原子（Ａ１）（Ａ２）の結合軸に直角な平面内における分子サイズを算出する装置であって、処理対象となる分子データを保持する分子データ保持手段（１）と、上記平面内に位置する原子（Ａ２）を基準原子として、任意の２原子のファン・デル・ワールス半径円同士の接線であって、互いに異なる複数の方向のそれぞれに関して基準原子（Ａ２）から最も離れた接線のうち基準原子（Ａ２）に最も近い接線を原子規定データとして抽出する原子規定データ抽出手段（５）（６）（７）（８）と、抽出された接線と直角な方向の最大値および最小値を算出する第１原子抽出手段（９２）と、抽出された接線と平行な方向の最大値および最小値を算出する第２原子抽出手段（９３）と、算出された両最大値および両最小値に基づいて分子サイズを規定する矩形領域を算出する分子サイズ算出手段（９４）とを含むことを特徴とする分子サイズ算出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は分子サイズ算出方法およびその装置に関し、さらに詳細にいえば、分子中の何れかの原子結合が選択された場合に、原子結合の一方の原子を基準として原子結合と直角な平面内における分子サイズを算出するための方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
新規な生理活性物質の設計を行なうに当って、レセプターに適合する分子形状を有していることが必須になることが知られており、この観点から、生理活性物質の特定の原子結合を基準として、この原子結合と直角な平面における分子サイズを計測することが必要になる。
【０００３】
原子結合と直角な平面における分子サイズを算出する従来方法として次の方法が提案されている。
図７に示す分子構造が与えられ、しかも原子Ａ７１，Ａ７２間の原子結合が指定された場合には、図８に示すように指定された原子結合と直角な平面における分子構造に基づいて、指定された原子結合から最も離れた原子Ａ８３を抽出し、指定された原子結合に関して原子Ａ８３と反対側に位置する最も離れた原子Ａ８４を抽出し、指定された原子結合に関して原子Ａ８３と直角方向に位置する最も離れた原子Ａ８５，Ａ８６を抽出し、抽出された４原子Ａ８３，Ａ８４，Ａ８５，Ａ８６のファン・デル・ワールス半径を考慮して上記平面内における分子サイズを算出する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の分子サイズ算出方法を採用した場合には、指定された原子結合から最も離れた原子を基準として分子サイズを算出することになるのであるから、最も離れた原子のファン・デル・ワールス半径に基づいて定まる円に対する、指定された原子結合と最も離れた原子とを結ぶ線分と直角な方向の接線が分子サイズを規定する線分になる。そして、この線分を基準として、分子サイズを規定する他の３つの線分が規定されることになるのであるから、実際の分子サイズよりも大きいサイズが分子サイズとして算出されることになる。
【０００５】
この結果、実際の分子サイズであればレセプターに適合し得るにも拘らず、実際のサイズよりも大きいサイズが分子サイズとして算出されることに起因してレセプターに適合しないと判別されてしまうという不都合がある。
【０００６】
【発明の目的】
この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、実際の分子サイズを正確に算出できる分子サイズ算出方法およびその装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の分子サイズ算出装置は、処理対象となる分子データを保持する分子データ保持手段と、指定された２原子の結合軸に直角な平面内に位置する原子を基準原子として、任意の２原子のファン・デル・ワールス半径円同士の接線であって、互いに異なる複数の方向のそれぞれに関して基準原子から最も離れた接線のうち基準原子に最も近い接線を原子規定データとして抽出する原子規定データ抽出手段と、抽出された接線と直角な方向の最大値および最小値を算出する第１原子抽出手段と、抽出された接線と平行な方向の最大値および最小値を算出する第２原子抽出手段と、算出された両最大値および両最小値に基づいて分子サイズを規定する矩形領域を算出する分子サイズ算出手段とを含んでいる。
【００１１】
【作用】
請求項１の分子サイズ算出装置であれば、指定された２原子の結合軸に直角な平面内における分子サイズを算出する場合に、処理対象となる分子データを分子データ保持手段により保持し、上記平面内に位置する原子を基準原子として、任意の２原子のファン・デル・ワールス半径円同士の接線であって、互いに異なる複数の方向のそれぞれに関して基準原子から最も離れた接線のうち基準原子に最も近い接線を原子規定データとして原子規定データ抽出手段により抽出し、抽出された接線と直角な方向の最大値および最小値を第１原子抽出手段により算出し、抽出された接線と平行な方向の最大値および最小値を第２原子抽出手段により算出し、算出された両最大値および両最小値に基づいて分子サイズ算出手段により分子サイズを規定する矩形領域を算出する。したがって、実際の分子サイズに高精度に近似できる分子サイズを算出でき、しかも、レセプター等に適合するサイズの分子であるにも拘らず適合しないと判断されることを防止でき、ドラッグデザインに代表される分子設計における構造活性相関解析を高精度に達成でき、さらに、原子規定データを簡単かつ高精度に算出でき、ひいては分子サイズの算出を全体として簡単化できるとともに高精度化できる。
【００１３】
【実施例】
以下、実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。
図１はこの発明の分子サイズ算出装置による分子サイズ算出方法の一実施例を説明するフローチャートであり、ステップ１において、サイズ算出のための基準となる原子結合を規定する２つの原子が指定されるまで待ち、ステップ２において、指定された２つの原子により規定される原子結合を直交座標系の何れかの軸（例えばz紬）と一致させるべく分子データに対して座標変換処理を施し、ステップ３において、ｘｙ平面上に位置する２つの原子を選択し、ステップ４において、選択された２つの原子のファン・デル・ワールス半径に基づいて定まる円に共通し、かつ原点から遠い接線を得、ステップ５において、原点を基準として、得られた接線よりも遠い位置に他の原子のファン・デル・ワールス半径に基づいて定まる円が存在するか否かを判別する。ステップ５において接練よりも遠い位置に他の原子のファン・デル・ワールス半径に基づいて定まる円が存在しないと判別された場合には、ステップ６において該当する接線を分子サイズ算出のための基準接線候補として、先行する基準接線候補よりも原点に近いか否かを判別し、先行する基準接線候補よりも原点に近いと判別された場合には、ステップ７において基準接線候補を更新し、ステップ８において全ての原子の組合せについて処理が行なわれたか否かを判別する。ステップ８において処理が行なわれていない組合せが存在すると判別された場合には、ステップ９において異なる組合せの２つの原子を選択し、再びステップ４の処理を行なう。
【００１４】
上記ステップＳＰ５において接線よりも遠い位置に他の原子のファン・デル・ワールス半径に基づいて定まる円が存在すると判別された場合には、そのままステップＳＰ８の判別を行なう。
上記ステップＳＰ６において先行する基準接線候補よりも原点に近くないと判別された場合にも、そのままステップＳＰ８の処理を行なう。
【００１５】
上記ステップＳＰ８において全ての原子の組合せについて処理が行なわれたと判別された場合には、ステップＳＰ１０において基準接線候補を他の軸（例えばｘ軸）と平行にすべく座標変換を施し、ステップＳＰ１１においてｘ軸方向の最大値もしくは最小値およびｙ軸方向の最大値および最小値を得て分子サイズを算出する。
【００１６】
次いで、具体例に基づいて詳細に説明する。
図２に示す分子構造中の２つの原子Ａ１，Ａ２が指定されれば、指定された２原子の原子結合をｚ軸に一致させるべく回転処理を施すことにより、図３に示す状態になる。図３の状態における分子サイズの算出処理はｘｙ平面のみに基づいて行なえばよくなるので、処理が簡素化できる。
【００１７】
図４はｘｙ平面上における各原子のファン・デル・ワールス半径円を概略的に示す図であり、原子Ａｉ，Ａｊのファン・デル・ワールス半径円同士の接線のうち、原点から最も離れた接線ＳＬを得て、この接線ＳＬよりも遠くに他の原子のファン・デル・ワールス半径円が存在しているか否を判別することにより、得られた接線ＳＬが基準接線候補になり得るか否かを判別する。具体的には、原点から接線ＳＬまでの距離ＢＬおよび原点から接線への垂線のなす角度ｔａｎｇを算出した後、図５に示すように接線ＳＬと平行で、かつ原点を通る仮想接線ＰＬを得る。そして、他の原子のファン・デル・ワールス半径円の円周上の対応点（ファン・デル・ワールス半径円の中心を基準とする角度ｔａｎｇの点）を得、さらに得られた点と仮想接線ＰＬとの距離Ｌ´を得て距離ＢＬとの大小を判別する。この判別の結果、距離ＢＬよりも大きい距離Ｌ´が１つでも存在すれば、接線ＳＬを基準接線候補としないことになる。
【００１８】
以上の処理を反復して基準接線候補が得られる毎に先行する基準接線候補よりも原点に近いか否かが判別され、原点に近い場合にのみ基準接線候補が更新される。したがって、最終的に得られた基準接線候補が、任意の２原子のファン・デル・ワールス半径円同士の接線であって、異なる方向のそれぞれに関して最も離れた接線のうち最も近い接線として選択されることになる。
【００１９】
その後は、選択された接線を例えばｙ軸と平行になるように回転処理を施して、ｘ軸方向の最小値もしくは最大値およびｙ軸方向の最小値および最大値を得ることにより、簡単に分子サイズを算出できる。
以上の説明から明らかなように、基準原子から最も離れた原子を選択し、選択した原子を基準として分子サイズを算出する従来方法と異なり、任意の２原子のファン・デル・ワールス半径円同士の接線であって、異なる方向のそれぞれに関して最も離れた接線のうち最も近い接線を基準として分子サイズを算出するのであるから、実際の分子サイズに著しく近い分子サイズを算出でき、構造活性相関解析等を高精度に達成できる。
【００２０】
尚、上記実施例においては、分子データに対して回転処理を施すことにより各種演算を簡素化しているが、回転処理を施すことなく同様の演算を行ない得ることは勿論である。
【００２１】
【実施例２】
図６はこの発明の分子サイズ算出装置の一実施例を示すブロック図であり、処理対象となる分子データを保持する分子データ保持部１と、分子データの中から隣合う２原子を指定する原子指定部２と、指定された２原子間の原子結合をｚ軸と一致させるべく分子データに対して回転処理を施す回転処理部３と、回転処理された分子データのうち、ｘｙ平面上の原子のみを抽出する原子抽出部４と、抽出された原子の中から任意の２原子を選択して２原子のファン・デル・ワールス半径円同士の接線のうち原点から最も遠い接線を算出する接線算出部５と、算出された接線よりも離れた位置に他の原子のファン・デル・ワールス半径円が存在しているか否かに基づいて基準接線候補になるか否かを判別する基準接線候補判別部６と、基準接線候補になる接線が先行する基準接線候補よりも原点に近いか否かを判別して、原点に近いことを示す判別結果のみに応答して基準接線候補を更新する基準接線候補更新制御部７と、分子データに基づいて定まる所定回数の範囲内において上記接線算出部５、基準接線候補判別部６および基準接線候補更新制御部７を反復動作させる反復制御部８と、最終的に得られた基準接線候補に基づいてｘｙ平面における分子サイズを算出する分子サイズ算出部９とを有している。尚、分子サイズ算出部９は、例えば、最終的に得られた基準接線候補をｙ軸と平行にすべく座標変換処理を行なう座標変換処理部９１と、座標変換された分子データに基づいてｘ軸方向の最小値もしくは最大値を算出する第１限界値算出部９２と、ｙ軸方向の最小値および最大値を算出する第２限界値算出部９３と、基準接線候補、ｘ軸方向の最小値もしくは最大値およびｙ軸方向の最小値および最大値に基づいて分子を規定する矩形領域を算出する矩形領域算出部９４とを有している。
【００２２】
上記の構成の分子サイズ算出装置の作用は次のとおりである。
分子データ保持部１に保持されている処理対象となる分子データの中から原子指定部２により隣合う２原子を指定する。２原子が指定されれば、回転処理部３により分子データに対して回転処理を施して指定された２原子間の原子結合をｚ軸と一致させる。この回転処理を施すことにより、以後の処理がｘｙ座標のみでよくなり、処理が大幅に簡素化できる。
【００２３】
次いで、原子抽出部４により、回転処理された分子データのうち、ｘｙ平面上の原子のみを抽出し、抽出された原子の中から任意の２原子を選択して接線算出部５により２原子のファン・デル・ワールス半径円同士の接線のうち原点から最も遠い接線を算出し、基準接線候補判別部６により、算出された接線よりも離れた位置に他の原子のファン・デル・ワールス半径円が存在しているか否かに基づいて基準接線候補になるか否かを判別する。そして、基準接線候補更新制御部７により、基準接線候補になる接線が先行する基準接線候補よりも原点に近いか否かを判別して、原点に近いことを示す判別結果のみに応答して基準接線候補を更新する。尚、反復制御部８により、分子データに基づいて定まる所定回数の範囲内において上記接線算出部５、基準接線候補判別部６および基準接線候補更新制御部７を反復動作させることにより、原点に最も近い基準接線候補が得られるので、最終的に得られた基準接線候補に基づいて分子サイズ算出部９によりｘｙ平面における分子サイズを算出することができる。尚、分子サイズ算出部９においては、例えば、最終的に得られた基準接線候補がｙ軸と平行になるように回転処理を施し、この状態においてｘ軸方向の最小値もしくは最大値およびｙ軸方向の最小値および最大値を得ることにより簡単に分子サイズを算出できる。もちろん、回転処理を施すことなく処理を行なっても、同様に分子サイズを算出できる。
【００２４】
以上のように請求項１の発明は、実際の分子サイズに高精度に近似できる分子サイズを算出でき、しかも、レセプター等に適合するサイズの分子であるにも拘らず適合しないと判断されることを防止でき、ドラッグデザインに代表される分子設計における構造活性相関解析を高精度に達成でき、さらに、原子規定データを簡単かつ高精度に算出でき、ひいては分子サイズの算出を全体として簡単化できるとともに高精度化できるという特有の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の分子サイズ算出方法の一実施例を説明するフローチャートである。
【図２】分子構造中における指定原子を示す概略図である。
【図３】指定原子間の原子結合をｚ軸と一致させた状態における分子構造を示す概略図である。
【図４】ｘｙ平面上における各原子のファン・デル・ワールス半径円を概略的に示す図である。
【図５】得られた接線が基準接線候補になり得るか否かを判別する処理を説明する概略図である。
【図６】この発明の分子サイズ算出装置の一実施例を示すブロック図である。
【図７】従来の分子サイズ算出方法を説明する概略図である。
【図８】従来の分子サイズ算出方法を説明する概略図である。
【符号の説明】
５  接線算出部    ６  基準接線候補判別部    ７  基準接線候補更新制御部
８  反復制御部    ９２  第１限界値算出部    ９３  第２限界値算出部
９４  矩形領域算出部    Ａ１，Ａ２  指定原子
【図１】
0003653618.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003653618.tif 000004
【図４】
0003653618.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003653618.tif 000009