(57)【要約】  （Ａ）では、抗原の３次元形状モデル（１０２）を表示対象とし、抗体の３次元形状モデル（１０１）を比較対象とする。（Ｂ）は表示面（Ｓｄ）の切り出しを示している。表示面（Ｓｄ）とは、表示対象の分子表面（Ｓ）のうち比較対象と結合可能な距離にある表示対象の部分的な分子表面（Ｓ）である。（Ｃ）は表示対象である抗原の３次元形状モデル（１０２）の回転状態を示している。抗原の３次元形状モデル（１０２）は、表示面（Ｓｄ）の法線ベクトル（ｎ）を反視線方向に方向転換させられる。これにより、抗原の３次元形状モデル（１０２）が視点座標系で回転させられる。（Ｄ）は（Ｃ）による回転後の表示状態を示している。（Ｄ）では、表示面（Ｓｄ）のみを着色して表示し、表示以外の分子表面（Ｓ）については、着色されていない。これにより、（Ａ）の状態で抗体と結合可能な距離にある抗原の表示面（Ｓｄ）がユーザに視認しやすい位置で表示できる。
2010110228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータを、
表示対象となる３次元構造データおよび当該表示対象と比較される比較対象となる３次元構造データの組み合わせとなる３次元構造データ対を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された表示対象により特定される前記表示対象の表面のうち、前記比較対象により特定される前記比較対象の表面から所定距離以内となる表面を前記表示対象の表示面として抽出する抽出手段と、
前記抽出手段によって抽出された前記表示対象の表示面を構成する各頂点が有する特徴量に基づいて、前記頂点群の中から基準点を選択する選択手段と、
前記選択手段によって選択された基準点の法線を生成する生成手段と、
前記生成手段によって生成された前記基準点の法線を反視線方向に方向転換させる回転軸を設定する設定手段と、
前記設定手段によって設定された前記回転軸を用いて前記基準点の法線を前記反視線方向に方向転換させる回転角を、前記基準点の法線と前記表示面の法線とに基づいて、前記表示面の凹凸形状に応じて算出する回転角算出手段と、
前記表示対象の表示面を構成する各頂点の座標値を、前記回転角算出手段によって算出された回転角により前記基準点の法線が前記反視線方向に方向転換されたときの座標値に変換する変換手段と、
前記変換手段による変換後における視線方向からの前記表示対象の表示面を、前記特徴量に基づいて表示画面に描画する描画手段、
として機能させることを特徴とする情報表示プログラム。
【請求項２】
前記コンピュータを、
前記選択手段によって選択された基準点を中心とした前記表示面上の基準点と同じ符号の頂点群を基準点領域として抽出する抽出手段と、
前記基準点から所定距離以内となる前記基準点領域の内縁を算出する内縁算出手段と、当該基準点領域からその内縁を引いて前記基準点領域の外縁を算出する外縁算出手段と、
前記基準点領域の外縁の重心を算出する重心算出手段として機能させ、
前記生成手段は、
前記基準点から前記基準点領域の外縁の重心を結び、前記基準点の法線を生成することを特徴とする請求項１に記載の情報表示プログラム。
【請求項３】
前記コンピュータを、
任意の３次元構造データ対のうち一方の３次元構造データを前記表示対象、他方の３次元構造データを前記比較対象に指定する第１の指定と、前記一方の３次元構造データを前記比較対象、前記他方の３次元構造データを前記表示対象に指定する第２の指定をおこなう指定手段と、
前記第１の指定について前記選択手段によって選択された基準点と前記第２の指定について前記選択手段によって選択された基準点との基準点間距離を算出する距離算出手段として機能させ、
前記描画手段は、
前記距離算出手段によって算出された基準点間距離を、前記第１の指定について前記描画手段によって描画された前記表示対象の表示面および前記第２の指定について前記描画手段によって描画された前記表示対象の表示面に関連付けて描画することを特徴とする請求項１に記載の情報表示プログラム。
【請求項４】
コンピュータを、
前記表示対象および前記比較対象の組み合わせとなる基準３次元構造データ対と、前記表示対象および前記比較対象とは異なる他の比較対象の組み合わせとなる比較３次元構造データ対とを取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された３次元構造データ対ごとに、前記表示対象により特定される前記表示対象の表面のうち、前記比較対象により特定される前記比較対象の表面から所定距離以内となる表面を、前記表示対象の表示面として抽出する抽出手段と、
前記基準３次元構造データ対の表示対象（以下、「基準表示対象」）を構成する構成要素の配列と、前記比較３次元構造データ対の表示対象（以下、「比較表示対象」）を構成する構成要素の配列との共通性を判定する判定手段と、
前記判定手段によって共通性ありと判定された構成要素どうしが重なるように、前記基準表示対象に対する前記比較表示対象の配置位置を探索する探索手段と、
前記抽出手段によって抽出された前記基準表示対象の表示面を構成する各頂点が有する特徴量に基づいて、前記基準表示対象の表示面を構成する頂点群の中から基準点を選択する選択手段と、
前記選択手段によって選択された前記基準表示対象の基準点の法線を生成する生成手段と、
前記基準表示対象について、前記生成手段によって生成された前記基準表示対象の基準点の法線を反視線方向に方向転換させる回転軸を設定する設定手段と、
前記基準表示対象について、前記設定手段によって設定された前記回転軸を用いて前記基準表示対象の基準点の法線を前記反視線方向に方向転換させる回転角を、前記基準表示対象の基準点の法線と前記基準表示対象の表示面の法線とに基づいて、前記基準表示対象の表示面の凹凸形状に応じて算出する回転角算出手段と、
前記基準表示対象の表示面を構成する各頂点の座標値を、前記回転角算出手段によって算出された回転角により前記基準点の法線が前記反視線方向に方向転換されたときの座標値に変換するとともに、前記比較表示対象の配置位置を前記探索手段によって探索された配置位置とした場合に、前記比較表示対象の表示面を構成する各頂点の座標値を、前記回転角により前記基準点の法線が前記反視線方向に方向転換されたときの座標値に変換する変換手段と、
前記変換手段による変換後における前記基準表示対象および前記比較表示対象の表示面を、前記各特徴量に基づいて前記表示画面に描画する描画手段、
として機能させることを特徴とする情報表示プログラム。
【請求項５】
表示対象となる３次元構造データおよび当該表示対象と比較される比較対象となる３次元構造データの組み合わせとなる３次元構造データ対を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された表示対象により特定される前記表示対象の表面のうち、前記比較対象により特定される前記比較対象の表面から所定距離以内となる表面を前記表示対象の表示面として抽出する抽出手段と、
前記抽出手段によって抽出された前記表示対象の表示面を構成する各頂点が有する特徴量に基づいて、前記頂点群の中から基準点を選択する選択手段と、
前記選択手段によって選択された基準点の法線を生成する生成手段と、
前記生成手段によって生成された前記基準点の法線を反視線方向に方向転換させる回転軸を設定する設定手段と、
前記設定手段によって設定された前記回転軸を用いて前記基準点の法線を前記反視線方向に方向転換させる回転角を、前記基準点の法線と前記表示面の法線とに基づいて、前記表示面の凹凸形状に応じて算出する回転角算出手段と、
前記表示対象の表示面を構成する各頂点の座標値を、前記回転角算出手段によって算出された回転角により前記基準点の法線が前記反視線方向に方向転換されたときの座標値に変換する変換手段と、
前記変換手段による変換後における視線方向からの前記表示対象の表示面を、前記特徴量に基づいて前記表示画面に描画する描画手段と、
を備えることを特徴とする情報表示装置。
【請求項６】
前記選択手段によって選択された基準点を中心とした前記表示面上の基準点と同じ符号の頂点群を基準点領域として抽出する抽出手段と、
前記基準点から所定距離以内となる前記基準点領域の内縁を算出する内縁算出手段と、当該基準点領域からその内縁を引いて前記基準点領域の外縁を算出する外縁算出手段と、
前記基準点領域の外縁の重心を算出する重心算出手段と、を備え、
前記生成手段は、
前記基準点領域の外縁の重心から前記基準点を結び、前記基準点の法線を生成することを特徴とする請求項５に記載の情報表示装置。
【請求項７】
任意の３次元構造データ対のうち一方の３次元構造データを前記表示対象、他方の３次元構造データを前記比較対象に指定する第１の指定と、前記一方の３次元構造データを前記比較対象、前記他方の３次元構造データを前記表示対象に指定する第２の指定をおこなう指定手段と、
前記第１の指定について前記選択手段によって選択された基準点と前記第２の指定について前記選択手段によって選択された基準点との基準点間距離を算出する距離算出手段とを備え、
前記描画手段は、
前記距離算出手段によって算出された基準点間距離を、前記第１の指定について前記描画手段によって描画された前記表示対象の表示面および前記第２の指定について前記描画手段によって描画された前記表示対象の表示面に関連付けて描画することを特徴とする請求項６に記載の情報表示装置。
【請求項８】
前記表示対象および前記比較対象の組み合わせとなる基準３次元構造データ対と、前記表示対象および前記比較対象とは異なる他の比較対象の組み合わせとなる比較３次元構造データ対とを取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された３次元構造データ対ごとに、前記表示対象により特定される前記表示対象の表面のうち、前記比較対象により特定される前記比較対象の表面から所定距離以内となる表面を、前記表示対象の表示面として抽出する抽出手段と、
前記基準３次元構造データ対の表示対象（以下、「基準表示対象」）を構成する構成要素の配列と、前記比較３次元構造データ対の表示対象（以下、「比較表示対象」）を構成する構成要素の配列との共通性を判定する判定手段と、
前記判定手段によって共通性ありと判定された構成要素どうしが重なるように、前記基準表示対象に対する前記比較表示対象の配置位置を探索する探索手段と、
前記抽出手段によって抽出された前記基準表示対象の表示面を構成する各頂点が有する特徴量に基づいて、前記基準表示対象の表示面を構成する頂点群の中から基準点を選択する選択手段と、
前記選択手段によって選択された前記基準表示対象の基準点の法線を生成する生成手段と、
前記基準表示対象について、前記生成手段によって生成された前記基準表示対象の基準点の法線を反視線方向に方向転換させる回転軸を設定する設定手段と、
前記設定手段によって設定された前記回転軸を用いて前記基準点の法線を前記反視線方向に方向転換させる回転角を、前記基準点の法線と前記表示面の法線とに基づいて、前記表示面の凹凸形状に応じて算出する回転角算出手段と、
前記基準表示対象の表示面を構成する各頂点の座標値を、前記回転角算出手段によって算出された回転角により前記基準点の法線が前記反視線方向に方向転換されたときの座標値に変換するとともに、前記比較表示対象の配置位置を前記探索手段によって探索された配置位置とした場合に、前記比較表示対象の表示面を構成する各頂点の座標値を、前記回転角により前記基準点の法線が前記反視線方向に方向転換されたときの座標値に変換する変換手段と、
前記変換手段による変換後における前記基準表示対象および前記比較表示対象の表示面を、前記各特徴量に基づいて前記表示画面に描画する描画手段と、
を備えることを特徴とする情報表示装置。
【請求項９】
コンピュータが、
表示対象となる３次元構造データおよび当該表示対象と比較される比較対象となる３次元構造データの組み合わせとなる３次元構造データ対を取得する取得工程と、
前記取得工程によって取得された表示対象により特定される前記表示対象の表面のうち、前記比較対象により特定される前記比較対象の表面から所定距離以内となる表面を前記表示対象の表示面として抽出する抽出工程と、
前記抽出工程によって抽出された前記表示対象の表示面を構成する各頂点が有する特徴量に基づいて、前記頂点群の中から基準点を選択する選択工程と、
前記選択工程によって選択された基準点の法線を生成する生成工程と、
前記生成工程によって生成された前記基準点の法線を反視線方向に方向転換させる回転軸を設定する設定工程と、
前記設定工程によって設定された前記回転軸を用いて前記基準点の法線を前記反視線方向に方向転換させる回転角を、前記基準点の法線と前記表示面の法線とに基づいて、前記表示面の凹凸形状に応じて算出する回転角算出工程と、
前記表示対象の表示面を構成する各頂点の座標値を、前記回転角算出工程によって算出された回転角により前記基準点の法線が前記反視線方向に方向転換されたときの座標値に変換する変換工程と、
前記変換工程による変換後における視線方向からの前記表示対象の表示面を、前記特徴量に基づいて前記表示画面に描画する描画工程と、
を実行することを特徴とする情報表示方法。
【請求項１０】
前記コンピュータが、
前記選択工程によって選択された基準点を中心とした前記表示面上の基準点と同じ符号の頂点群を基準点領域として抽出する抽出工程と、
前記基準点から所定距離以内となる前記基準点領域の内縁を算出する内縁算出工程と、当該基準点領域からその内縁を引いて前記基準点領域の外縁を算出する外縁算出工程と、
前記基準点領域の外縁の重心を算出する重心算出工程と、を実行し、
前記生成工程は、
前記基準点から前記基準点領域の外縁の重心を結び、基準点の法線を生成することを特徴とする請求項９に記載の情報表示方法。
【請求項１１】
前記コンピュータが、
任意の３次元構造データ対のうち一方の３次元構造データを前記表示対象、他方の３次元構造データを前記比較対象に指定する第１の指定と、前記一方の３次元構造データを前記比較対象、前記他方の３次元構造データを前記表示対象に指定する第２の指定をおこなう指定工程と、
前記第１の指定について前記選択工程によって選択された基準点と前記第２の指定について前記選択工程によって選択された基準点との基準点間距離を算出する距離算出工程とを実行し、
前記描画工程は、
前記距離算出工程によって算出された基準点間距離を、前記第１の指定について前記描画工程によって描画された前記表示対象の表示面および前記第２の指定について前記描画工程によって描画された前記表示対象の表示面に関連付けて描画することを特徴とする請求項１０に記載の情報表示方法。
【請求項１２】
コンピュータが、
前記表示対象および前記比較対象の組み合わせとなる基準３次元構造データ対と、前記表示対象および前記比較対象とは異なる他の比較対象の組み合わせとなる比較３次元構造データ対とを取得する取得工程と、
前記取得工程によって取得された３次元構造データ対ごとに、前記表示対象により特定される前記表示対象の表面のうち、前記比較対象により特定される前記比較対象の表面から所定距離以内となる表面を、前記表示対象の表示面として抽出する抽出工程と、
前記基準３次元構造データ対の表示対象（以下、「基準表示対象」）を構成する構成要素の配列と、前記比較３次元構造データ対の表示対象（以下、「比較表示対象」）を構成する構成要素の配列との共通性を判定する判定工程と、
前記判定工程によって共通性ありと判定された構成要素どうしが重なるように、前記基準表示対象に対する前記比較表示対象の配置位置を探索する探索工程と、
前記抽出工程によって抽出された前記基準表示対象の表示面を構成する各頂点が有する特徴量に基づいて、前記基準表示対象の表示面を構成する頂点群の中から基準点を選択する選択工程と、
前記選択工程によって選択された前記基準表示対象の基準点の法線を生成する生成工程と、
前記基準表示対象について、前記生成工程によって生成された前記基準表示対象の基準点の法線を反視線方向に方向転換させる回転軸を設定する設定工程と、
前記設定工程によって設定された前記回転軸を用いて前記基準点の法線を前記反視線方向に方向転換させる回転角を、前記基準点の法線と前記表示面の法線とに基づいて、前記表示面の凹凸形状に応じて算出する回転角算出工程と、
前記基準表示対象の表示面を構成する各頂点の座標値を、前記回転角算出工程によって算出された回転角により前記基準点の法線が前記反視線方向に方向転換されたときの座標値に変換するとともに、前記比較表示対象の配置位置を前記探索工程によって探索された配置位置とした場合に、前記比較表示対象の表示面を構成する各頂点の座標値を、前記回転角により前記基準点の法線が前記反視線方向に方向転換されたときの座標値に変換する変換工程と、
前記変換工程による変換後における前記基準表示対象および前記比較表示対象の表示面を、前記各特徴量に基づいて前記表示画面に描画する描画工程と、
を実行することを特徴とする情報表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示技術は、情報を表示する情報表示プログラム、情報表示装置、および情報表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医薬品開発等において、タンパク質複合体の構成タンパク質（もしくはサブユニット）間の結合部位の決定は、ひとつの重要な課題である。たとえば、疾患の原因となるタンパク質複合体が知られている場合、その複合体の形成を阻害する医薬品候補を、構成タンパク質の結合に強く関与する部位（「結合部位」と称す）の形状に基づき設計することが行われている。【０００３】
タンパク質複合体は、一般に、構成タンパク質それぞれが、比較的近距離で働く非共有結合性の弱い相互作用によって、別の構成タンパク質と結合することで形成されていると考えられている。また、結合部位は、そのような相互作用に関連する構成タンパク質の部位である。したがって、近接する構成タンパク質の分子表面の幾何学的な相補性（凹凸のかみ合わせ等）や、電気的相補性（近接面における静電ポテンシャルの正負）を手がかりに探索することがよく行われている。【０００４】
結合部位の決定を支援する技術として、タンパク質の３次元構造を計算機ディスプレイ上に表示する３−Ｄビューアが知られている。３−Ｄビューアでは、Ｘ線構造解析等によって得られたタンパク質の３次元構造データ（典型的には、タンパク質を構成する原子の種類と３次元座標上の位置を格納したファイル）に基づき、タンパク質の３次元構造をある方向から見た図を作成し、計算機ディスプレイ上に表示する。【０００５】
タンパク質の３次元構造の表現モデルとしては、いくつかの種類が知られている。たとえば、タンパク質の形状を、３次元構造データによって求めた分子表面によって表現し、分子表面上の各点における静電ポテンシャルを色などによって表現（たとえば、正の電荷を青、負の電荷を赤で表現）するモデルである。【０００６】
また、タンパク質の機能部位の形状と物性をデータベース化して提供しているｅＦ−ｓｉｔｅでは、この種のモデルによるタンパク質の３次元構造を表示する機能を備えたＰＤＢｊ  Ｖｉｅｗｅｒと呼ばれるツールが提供されている（たとえば、非特許文献１を参照。）。また、画素を構成要素として撮影画像を表示する技術や、タンパク質および核酸などの巨大分子の表面窪みを結合部位候補として、その結合部位と小分子リガンドとの結合可能な距離を用いて巨大分子におけるリガンドの結合ポケットボリュームを表示する技術も開示されている（たとえば、特許文献１，２を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２２９３６号公報
【特許文献２】特開２００９−５８４９９号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ｋｉｎｏｓｈｉｔａ，Ｋ．，ａｎｄ  Ｎａｋａｍｕｒａ，“ｅＦ−ｓｉｔｅ  ａｎｄ  ＰＤＢｊＶｉｅｗｅｒ：ｄａｔａｂａｓｅ  ａｎｄ  ｖｉｅｗｅｒ  ｆｏｒ  ｐｒｏｔｅｉｎ  ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  ｓｉｔｅｓ．”Ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ  ｖｏｌ．２０  ｎｏ．８  ２００４：ｐ．１３２９−１３３０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した従来技術では、複数のタンパク質が結合した複合体の３次元構造を表示した場合、タンパク質の近接する分子表面が、周囲の分子表面に隠れて見えなくなってしまうという問題があった。【００１０】
図３８は、表示画面に表示されたタンパク質複合体の３次元形状モデルを示す説明図である。図３８において、Ｘ軸およびＸ軸に直交するＹ軸からなるＸＹ平面は表示画面Ｄに対応しており、Ｚ軸はＸＹ平面に直交して表示画面Ｄの奥行きを表現する。タンパク質複合体の３次元形状モデル１００は、抗体の３次元形状モデル１０１と抗原の３次元形状モデル１０２とが複合されたオブジェクトである。【００１１】
タンパク質複合体の３次元形状モデル１００は、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸からなる３次元座標系を基準にして表示されている。図３８では、抗体の３次元形状モデル１０１および抗原の３次元形状モデル１０２が近接する分子表面が、周囲の分子表面に隠れて見えなくなってしまっている。【００１２】
図３９は、タンパク質複合体の３次元形状モデル１００のユーザ操作による回転状態を示す説明図である。図３９では、抗体の３次元形状モデル１０１と抗原の３次元形状モデル１０２を別々の表示画面Ｄ１，Ｄ２に表示している。図３９において（Ａ）が回転前、（Ｂ）が回転後の状態を示している。抗体の３次元形状モデル１０１は、ユーザ操作により、Ｙ軸に平行な回転軸Ａｙ１により回転させられる。抗原の３次元形状モデル１０２は、ユーザ操作により、Ｙ軸に平行な回転軸Ａｙ２により回転させられる。【００１３】
図３９に示したように、分子表面の電気的特徴を視認できるようにするためには、表示画面Ｄ１，Ｄ２のようにそれぞれの構成タンパク質を別々に表示しなければならなかった。また、（Ｂ）に示したように、近接する分子表面の電気的特徴が視認できる方向に回転させる場合、ユーザが適宜回転方向を指定しなければならなかった。【００１４】
本開示技術は、上記を鑑みてなされたもので、表示対象と比較対象との間の結合に関わる可能性の高い表示対象の表面の特徴的な部分を視認しやすく表示することができる情報表示プログラム、情報表示装置、および情報表示方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本開示技術では、表示画面をＸ軸およびＹ軸からなるＸＹ平面とし、表示画面の奥行き方向を前記ＸＹ平面に直交するＺ軸とする３次元座標系として、前記表示画面にオブジェクトを表示する場合、表示対象となるオブジェクトの３次元構造データ、および、当該表示対象と近接または接触したオブジェクトである比較対象の３次元構造データの組み合わせとなる３次元構造データ対を取得し、取得された表示対象により特定される前記表示対象の表面のうち、前記比較対象により特定される前記比較対象の表面から所定距離以内となる表面を前記表示対象の表示面として抽出し、抽出された前記表示対象の表示面を構成する各頂点が有する特徴量に基づいて、前記頂点群の中から基準点を選択し、選択された基準点の法線を、当該基準点から前記表示画面に向かう方向に変換させる回転角を算出し、算出された回転角に応じて前記表示対象の表示面を構成する各頂点の座標を変換し、変換後における前記表示対象の表示面を、前記特徴量に基づいて前記表示画面に描画することを要件とする。
【発明の効果】
【００１６】
本開示技術によれば、表示対象と比較対象との間の結合に関わる可能性の高い表示対象の表面の特徴的な部分を視認しやすく表示することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施の形態の概要を示す説明図である。
【図２】実施の形態にかかる情報表示装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１にかかる情報表示装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図４】タンパク質複合体の３次元構造データを示す説明図である。
【図５−１】抗体の３次元構造データを示す説明図である。
【図５−２】抗原の３次元構造データを示す説明図である。
【図６】分子表面の特定を示す説明図である。
【図７−１】比較対象である抗体の分子表面をあらわす分子表面構造データを示す説明図である。
【図７−２】表示対象である抗原の分子表面をあらわす分子表面構造データを示す説明図である。
【図８】表示対象（抗原）の分子表面構造データの最短距離を保存した最短距離データを示す説明図である。
【図９】表示面構成データを示す説明図である。
【図１０】静電ポテンシャルの降順にソートした最近傍残基を示すテーブルである。
【図１１】基準点近傍の表示面における面法線ベクトルを示す平面図である。
【図１２】基準点近傍の表示面における頂点法線ベクトルを示す平面図である。
【図１３】実施の形態１にかかる回転表示後の抗原の３次元形状モデル例を示す説明図である。
【図１４】実施の形態１にかかる情報表示装置による情報表示処理手順を示すフローチャートである。
【図１５】図１４に示した表示面抽出処理（ステップＳ１４０３）の詳細な処理手順を示すフローチャートである。
【図１６】図１４に示した表示面回転表示処理（ステップＳ１４０４）の詳細な処理手順を示すフローチャートである。
【図１７】実施の形態２にかかる情報表示装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図１８】実施の形態２にかかる回転表示後のタンパク質の３次元形状モデル例を示す説明図である。
【図１９】実施の形態２にかかる情報表示装置による情報表示処理手順を示すフローチャートである。
【図２０】実施の形態３にかかる回転表示状態の表示画面例を示す説明図である。
【図２１】実施の形態３にかかる情報表示装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図２２】比較３次元構造データ対となる比較タンパク質複合体の３次元構造データを示す説明図である。
【図２３−１】基準表示対象である抗体の分子表面をあらわす分子表面構造データを示す説明図である。
【図２３−２】基準表示対象である抗体の分子表面の基準点をあらわす基準点データを示す説明図である。
【図２４−１】比較表示対象である抗体の分子表面をあらわす分子表面構造データを示す説明図である。
【図２４−２】比較表示対象である抗体の分子表面の基準点をあらわす基準点データを示す説明図である。
【図２５】多重配列アライメントの実行例を示す説明図である。
【図２６】基準表示対象に比較表示対象を重ね合わせた３次元モデル例を示す説明図である。
【図２７−１】基準表示対象である野生種の抗体の回転表示後の３次元モデル例を示す説明図である。
【図２７−２】比較表示対象である抗体の回転表示後の３次元モデル例を示す説明図である。
【図２８】実施の形態３にかかる情報表示装置による情報表示処理手順を示すフローチャートである。
【図２９】図２８に示した表示面連動回転表示処理（ステップＳ２８１０）の詳細な処理手順を示すフローチャートである。
【図３０】基準点とその周囲の同じ符号の静電ポテンシャルが形成する領域（「基準点領域」と称す）およびその外縁の重心と基準点が表示面における基準点の法線ベクトルを作成する実施例を示す説明図である。
【図３１】実施の形態１と実施の形態４との回転表示の違いを示す説明図である。
【図３２】図１４に示した表示面回転表示処理（ステップＳ１４０４）の実施の形態４における詳細な処理手順を示すフローチャートである。
【図３３】図３３に示した法線ベクトル生成処理（ステップＳ３３０２）の詳細な処理手順を示すフローチャートである。
【図３４】基準点領域の座標データの一例を示す説明図である。
【図３５】基準点領域の内縁領域の座標データの一例を示す説明図である。
【図３６】基準点領域の外縁の座標データの一例を示す説明図である。
【図３７】基準点領域の外縁の座標データを用いて計算された重心の座標データの一例を示す説明図である。
【図３８】図３８は、表示画面Ｄに表示されたタンパク質複合体の３次元形状モデルを示す説明図である。
【図３９】図３９は、タンパク質複合体の３次元形状モデルのユーザ操作による回転状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に添付図面を参照して、本開示技術の好適な実施の形態を詳細に説明する。本開示技術では、Ｘ軸およびＹ軸からなるＸＹ平面としＸＹ平面に直交する軸をＺ軸とする３次元視点座標系として、表示画面Ｄにオブジェクトを表示する。Ｚ軸の奥行き方向は視点座標からみた視線方向となり、その逆方向が反視線方向となる。本実施の形態では、オブジェクトをタンパク質の３次元形状モデルとして説明する。
【００１９】
図１は、本実施の形態の概要を示す説明図である。（Ａ）は図３０に示した状態と同一内容を示している。ここでは、抗原の３次元形状モデル１０２を表示対象とし、抗体の３次元形状モデル１０１を抗原の３次元形状モデル１０２の比較対象とする。抗原の３次元形状モデル１０２には、電気的特性である静電ポテンシャルに応じた着色が施されている。一方、抗体についても静電ポテンシャルがあるが、抗体の３次元形状モデル１０１は表示対象ではないため、静電ポテンシャルによる着色は施さないものとする。したがって、図１では、抗体の３次元形状モデル１０１は、輪郭のみを表示している。
【００２０】
（Ｂ）は、表示面Ｓｄの切り出しを示している。表示面Ｓｄとは、表示対象の分子表面のうち比較対象と結合可能な距離にある表示対象の部分的な分子表面である。分子表面は通常凹凸があるため表示面Ｓｄにも凹凸があるが、（Ｂ）では図面の簡略化のため凹凸までは表現していない。モデリングの際、分子表面の基準点座標とその法線を指定するためにモデリング座標系を用いている。ここでは、凸面上の基準点Ｐとその法線ベクトルｎを示している。凸面の法線ベクトルｎは分子内部に向かうので、視点Ｖを法線ベクトルｎの逆方向に定めている。一方、凹面では、基準点の法線ベクトルは分子外部に向かうので、視点Ｖを法線ベクトルと同方向に定める。
【００２１】
（Ｃ）は、表示対象である抗原の３次元形状モデル１０２の回転状態を示している。ここでは、回転軸Ａｒを回転軸として回転させている。モデリング座標系では原点を構造の重心に置き、鉛直上向きをｙ軸正方向とする設定をする場合が多い。タンパク質複合体として向かって右の表示である抗原の３次元形状モデル１０２の場合、原点を抗原の重心に置き、ｙ軸を回転軸Ａｒとして軸に向かって反時計回りに抗原を回転させている。回転角は、回転前の表示面と基準点の表示面がなす角度θを用いる。この２つの平面がなす角度θは選択した基準点の法線ベクトルと回転前の表示面の法線ベクトルがなす角度θと同等である。θ＜９０度ならば、凸面で、θを用いるが、θ＞９０度ならば、凹面で、法線が逆向きであるので、θ−１８０度を回転角として用いる。抗体の３次元形状モデル１０１を表示対象とする場合は、ｙ軸に向かって時計回りに抗体を回転させる。
【００２２】
（Ｄ）は、（Ｃ）による回転後の表示状態を示している。（Ｄ）では、表示面Ｓｄのみを着色して表示し、表示面Ｓｄ以外の分子表面については、着色は施されていない（施してもよいが、表示面Ｓｄとは区別できるように表示する）。これにより、（Ａ）の状態で抗体と結合可能な距離にある抗原の３次元形状モデル１０２の表示面Ｓｄがユーザに視認しやすい位置で表示することができる。ここでは抗原の３次元形状モデル１０２を表示対象としたが、抗体の３次元形状モデル１０１を表示対象とした場合も同様である。
【００２３】
（情報表示装置のハードウェア構成）
図２は、実施の形態（実施の形態１〜４共通）にかかる情報表示装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図２において、情報表示装置は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２０１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ‐Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）２０２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）２０３と、磁気ディスクドライブ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）２０４と、磁気ディスク２０５と、光ディスクドライブ２０６と、光ディスク２０７と、ディスプレイ２０８と、Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）２０９と、キーボード２１０と、マウス２１１と、スキャナ２１２と、プリンタ２１３と、を備えている。また、各構成部はバス２００によってそれぞれ接続されている。
【００２４】
ここで、ＣＰＵ２０１は、情報表示装置の全体の制御を司る。ＲＯＭ２０２は、ブートプログラムなどのプログラムを記憶している。ＲＡＭ２０３は、ＣＰＵ２０１のワークエリアとして使用される。磁気ディスクドライブ２０４は、ＣＰＵ２０１の制御にしたがって磁気ディスク２０５に対するデータのリード／ライトを制御する。磁気ディスク２０５は、磁気ディスクドライブ２０４の制御で書き込まれたデータを記憶する。
【００２５】
光ディスクドライブ２０６は、ＣＰＵ２０１の制御にしたがって光ディスク２０７に対するデータのリード／ライトを制御する。光ディスク２０７は、光ディスクドライブ２０６の制御で書き込まれたデータを記憶したり、光ディスク２０７に記憶されたデータをコンピュータに読み取らせたりする。
【００２６】
ディスプレイ２０８は、カーソル、アイコンあるいはツールボックスをはじめ、文書、画像、機能情報などのデータを表示する。このディスプレイ２０８は、たとえば、ＣＲＴ、ＴＦＴ液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイなどを採用することができる。
【００２７】
インターフェース（以下、「Ｉ／Ｆ」と略する。）２０９は、通信回線を通じてＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、インターネットなどのネットワーク２１４に接続され、このネットワーク２１４を介して他の装置に接続される。そして、Ｉ／Ｆ２０９は、ネットワーク２１４と内部のインターフェースを司り、外部装置からのデータの入出力を制御する。Ｉ／Ｆ２０９には、たとえばモデムやＬＡＮアダプタなどを採用することができる。
【００２８】
キーボード２１０は、文字、数字、各種指示などの入力のためのキーを備え、データの入力をおこなう。また、タッチパネル式の入力パッドやテンキーなどであってもよい。マウス２１１は、カーソルの移動や範囲選択、あるいはウィンドウの移動やサイズの変更などをおこなう。ポインティングデバイスとして同様に機能を備えるものであれば、トラックボールやジョイスティックなどであってもよい。
【００２９】
スキャナ２１２は、画像を光学的に読み取り、情報表示装置内に画像データを取り込む。なお、スキャナ２１２は、ＯＣＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒ  Ｒｅａｄｅｒ）機能を持たせてもよい。また、プリンタ２１３は、画像データや文書データを印刷する。プリンタ２１３には、たとえば、レーザプリンタやインクジェットプリンタを採用することができる。
【００３０】
＜実施の形態１＞
以下、本開示技術の実施の形態１〜４について順次説明する。実施の形態１では、図１に示した本開示技術の基本的構成を示す。実施の形態１では、複合体を形成している２つのタンパク質（抗原と抗体）について、一方のタンパク質を表示対象、他方のタンパク質を比較対象とする。そして、表示対象の分子表面Ｓから表示面Ｓｄを切り出す。このあと、切り出された表示面Ｓｄを構成する各頂点が有する特徴量に基づいて、頂点群の中から基準点を選択する。これにより、選択された基準点の法線ベクトルが表示面Ｓｄの法線ベクトルｎとなるため、法線ベクトルｎを反視線方向に方向転換することで、表示面Ｓｄを表示する。
【００３１】
（情報表示装置の機能的構成）
図３は、実施の形態１にかかる情報表示装置の機能的構成を示すブロック図である。情報表示装置３００は、取得部３０１と、抽出部３０２と、選択部３０３と、生成部３０４と、設定部３０５と、回転角算出部３０６と、変換部３０７と、描画部３０８と、を含む構成である。この制御部となる機能（取得部３０１〜描画部３０８）は、具体的には、たとえば、図２に示したＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、磁気ディスク２０５、光ディスク２０７などの記憶装置に記憶されたプログラムをＣＰＵ２０１に実行させることにより、または、Ｉ／Ｆ２０９により、その機能を実現する。
【００３２】
取得部３０１は、表示対象となる３次元構造データおよび当該表示対象と比較される比較対象となる３次元構造データの組み合わせとなる３次元構造データ対を取得する機能を有する。ここで、３次元構造データ対とは、上述した表示面Ｓｄを表示させる表示対象と表示対象と比較される比較対象の３次元構造データである。
【００３３】
表示対象および比較対象の３次元形状モデルは、それぞれの３次元構造データを元にして生成される。実施の形態１では、３次元構造データ対として、タンパク質複合体に関する３次元構造データを例に挙げて説明する。タンパク質複合体の構成タンパク質群のうち一方（たとえば、抗体）を比較対象、他方（たとえば、抗原）を表示対象とする。
【００３４】
図４は、タンパク質複合体の３次元構造データを示す説明図である。図４において、タンパク質複合体の３次元構造データ４００は、レコード種別、原子識別番号、原子名、残基名、鎖名、残基識別番号、座標をフィールド項目としてタンパク質複合体の構成要素ごとにレコード化されている。
【００３５】
レコード種別とは、構成要素を示すレコードの種別である。ここでは、レコード種別は原子であるため、「ＡＴＯＭ」となっている。したがって、レコード種別が「ＡＴＯＭ」であるレコードは、原子を構成要素とするレコードである。原子識別番号とは、レコードごとに固有の識別番号である。原子名とは、そのレコードにより特定される原子の名称である。残基名とは、そのレコードにより特定される原子を含むアミノ酸残基の名称である。
【００３６】
鎖名とは、タンパク質の基本構成単位であるペプチド鎖（アミノ酸がペプチド結合で鎖状に連結された高分子）を識別する名称であり、例えば、２つのペプチド鎖からなるタンパク質では、Ａ鎖、Ｂ鎖のように命名される。残基識別番号とは、アミノ酸残基に固有な識別番号である。座標とは、特定の位置（たとえば、そのタンパク質複合体の重心やいずれか一方の構成タンパク質の重心など）を原点とする３次元のモデリング座標系における原子の位置情報である。視点座標系で表現する場合は既知の座標変換をおこなえばよい。
【００３７】
入力データとして、図４に示したタンパク質複合体の３次元構造データ４００が入力されると、鎖名により、抗体の３次元構造データと抗原の３次元構造データとに分離する。これにより、３次元構造データ対が取得されることとなる。抗体と抗原の分離は、タンパク質複合体の３次元構造データ４００中、鎖名により分離する。図４に示したタンパク質複合体の３次元構造データ４００では、Ａ鎖およびＢ鎖のレコードが抗体（比較対象）、Ｃ鎖のレコードが抗原（表示対象）として分離される。
【００３８】
図５−１は、抗体（比較対象）の３次元構造データを示す説明図であり、図５−２は、抗原（表示対象）の３次元構造データを示す説明図である。図５−１に示した抗体の３次元構造データ５０１は、図４のタンパク質複合体の３次元構造データ４００のうちＡ鎖およびＢ鎖のデータであり、図５−２に示した抗原の３次元構造データ５０２は、図４のタンパク質複合体の３次元構造データ４００のうちＣ鎖のデータである。
【００３９】
ここでは、タンパク質複合体の３次元構造データ４００を抗体と抗原に分離することで、抗体と抗原の３次元構造データ対（５０１，５０２）を取得することとしたが、すでに分離済みの抗体と抗原の３次元構造データ対と位置関係データを取得することとしてもよい。また、タンパク質複合体に限らず、任意の２つのタンパク質の３次元構造データ対と位置関係データを取得することとしてもよい。
【００４０】
抽出部３０２は、図１に示したように、表示対象（抗原）の表示面Ｓｄを取得する機能を有する。具体的には、取得部３０１によって取得された表示対象により特定される表示対象の表面のうち、比較対象により特定される比較対象の表面から所定距離以内となる表面を表示対象の表示面Ｓｄとして抽出する。本機能は、図１の（Ｂ）に示した機能であり、たとえば、表示対象である抗原の分子表面のうち、比較対象である抗体の分子表面から所定距離以内となる表面を、表示対象である抗原の表示面Ｓｄとして切り出す。ここで、分子表面について説明する。
【００４１】
図６は、分子表面の特定を示す説明図である。分子表面Ｓは、たとえば、タンパク質内の原子がファンデルワールス半径を持つ剛体球であるとして、その外側を水分子（通常半径１．４［Å］の剛体球）と接する内接面として定義される。また、ファンデルワールス半径とは、原子ごとに定められた剛体球の半径で、各原子の電子雲の広がりを示す。ファンデルワールス半径は、一般に、低分子のＸ線結晶解析から得られる原子間の結合長や接触距離から推計される。分子表面Ｓは、既知の計算手法により特定可能であるため、その説明を省略する（たとえば、後述の非特許文献２に記載された計算方法により計算すればよい）。実施の形態１では、図５−１、図５−２に示した各３次元構造データ５０１，５０２の各レコードにより特定される原子や座標により、分子表面Ｓを構成するポリゴンの頂点座標が特定される。
【００４２】
図７−１は、比較対象である抗体の分子表面Ｓをあらわす分子表面構造データを示す説明図であり、図７−２は、表示対象である抗原の分子表面Ｓをあらわす分子表面構造データを示す説明図である。図７−１および図７−２において、分子表面構造データ７０１，７０２は、分子表面Ｓを構成するポリゴンの頂点ごとに、その頂点座標とその頂点における静電ポテンシャルをフィールド項目としてレコード化されている。なお、これらの図に記載した分子表面Ｓを構成するポリゴンの頂点の座標データは、下記非特許文献２に記載された計算方法により計算した結果である。
【００４３】
・非特許文献２
Ｓａｎｎｅｒ，Ｍ．Ｆ．，Ｏｌｓｏｎ，Ａ．Ｊ．，ａｎｄ  Ｓｐｅｈｎｅｒ，Ｊ．Ｃ．“Ｒｅｄｕｃｅｄ  ｓｕｒｆａｃｅ：ａｎ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｗａｙ  ｔｏ  ｃｏｍｐｕｔｅ  ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｓｕｒｆａｃｅｓ．”  Ｂｉｏｐｏｌｙｍｅｒｓ，Ｖｏｌ．３８（３）：３０５−３２０（１９９６），Ｐ．１−２８
【００４４】
静電ポテンシャルとは、タンパク質中で部分電荷を持つ各原子間のクーロンポテンシャルの和で表される電気的特性であり、抽出部３０２により計算される。静電ポテンシャルの計算手法も既知であるため、その説明を省略するが、たとえば、下記の２つの非特許文献３，４により計算すればよい。最近傍原子は、対応する頂点からの最近傍に位置する原子の識別番号である。最近傍原子をキーにすることで、図５−１および図５−２に示したレコードからその原子により構成されるアミノ酸残基を特定することができる。なお、実施の形態１では、表示対象の分子表面Ｓ上の静電ポテンシャルのみ計算すればよいが、図７−１では、実施の形態２で使用する比較対象の分子表面Ｓ上の静電ポテンシャルについても計算した結果を示してある。
【００４５】
・非特許文献３
Ｒｏｃｃｈｉａ，Ｗ．；Ｎｅｓｈｉｃｈ，Ｇ．“Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ｂｉｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ−ｃｒｅａｔｉｎｇ  ａ  ｄａｔａｂａｓｅ  ｏｆ  ｐｒｅ−ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ  ｖａｌｕｅｓ
ｒｅｐｏｒｔｅｄ  ｏｎ  ａ  ｐｅｒ  ｒｅｓｉｄｕｅ  ｂａｓｉｓ  ｆｏｒ  ａｌｌ
ＰＤＢ  ｐｒｏｔｅｉｎ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ．”  Ｇｅｎｅｔ．Ｍｏｌ．Ｒｅｓ．，６（４）：９２３−９３６（２００７），Ｐ．９２３−９３６
【００４６】
・非特許文献４
Ｂ．Ｚ．Ｌｕ，Ｙ．Ｃ．Ｚｈｏｕ，Ｍｉｃｈａｅｌ  Ｊ．Ｈｏｌｓｔ，  ａｎｄ  Ｊ．Ａ．ＭｃＣａｍｍｏｎ．“Ｒｅｃｅｎｔ  ｐｒｏｇｒｅｓｓ  ｉｎ  ｎｕｍｅｒｉｃａｌ
ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｐｏｉｓｓｏｎ−Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ  ｅｑｕａｔｉｏｎ  ｉｎ  ｂｉｏｐｈｙｓｉｃａｌ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．”  Ｃｏｍｍｕｎ．  ｉｎ  Ｃｏｍｐｕｔ．  Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．３（５）：９７３−１００９（２００８），Ｐ．９７３−１００９
【００４７】
抽出部３０２は、比較対象（抗体）と表示対象（抗原）の分子表面Ｓが分子表面構造データ７０１，７０２として特定されると、表示対象の分子表面構造データの各レコードの頂点座標に対して、比較対象の分子表面Ｓとの最短距離を算出する。具体的には、たとえば、表示対象の分子表面構造データ７０２から頂点座標を１つ選択し、比較対象の分子表面Ｓを構成するポリゴンの各頂点座標との距離を算出する。そして、算出された距離のうち最短距離のみを保存する。この処理を表示対象の分子表面構造データ７０２の全レコードについて実行する。
【００４８】
図８は、表示対象（抗原）の分子表面構造データ７０２の最短距離を保存した最短距離データを示す説明図である。図８に示した最短距離データ８００では、図７−２に示した表示対象（抗原）の分子表面構造データに最短距離がフィールド項目として追加されている。抽出部３０２は、最短距離データ８００の中から、最短距離が比較対象と結合可能な所定距離（たとえば、１．２［Å］）以下となるレコードを抽出する。抽出されたレコード群により特定される部分的な分子表面Ｓが表示面Ｓｄとして抽出されることとなる。
【００４９】
図９は、表示面構成データを示す説明図である。図９に示した表示面構成データ９００は、図８に示した最短距離データ８００のうち最短距離が所定距離（たとえば、１．２［Å］）以下となるレコードの集合である。
【００５０】
図３において、選択部３０３は、抽出部３０２によって抽出された表示対象の表示面Ｓｄを構成する各頂点が有する特徴量に基づいて、頂点群の中から、着目すべき特徴を持つ点を、基準点として選択する機能を有する。ここで、表示面Ｓｄを構成する各頂点が有する特徴量とは、上述した静電ポテンシャルのように頂点に与えられた特徴情報である。
【００５１】
以降、静電ポテンシャルの絶対値が最大である頂点を基準点として選択する場合を例に説明するが、静電ポテンシャルの絶対値が上位ｎ番目までの大きさの頂点を抽出して表示画面Ｄに表示させ、上位ｎ番目までの大きさの頂点の中からユーザ操作により選択させることとしてもよい。また、選択された基準点候補の最近傍にある非共有結合の形成に関わる可能性のある残基（たとえば、極性のあるアミノ酸残基）または原子（たとえば、窒素や酸素）が同一の候補は、絶対値が最大のもののみを残して削除することとしてもよい。
【００５２】
図１０は、静電ポテンシャルの降順にソートした最近傍残基を示すテーブルである。図１０では、図９に示した表示面構成データ９００において、静電ポテンシャルの降順にソートしている。選択部３０３では、図１０に示したテーブルを参照して基準点を選択することができる。
【００５３】
生成部３０４は、選択部３０３によって選択された基準点の法線を生成する機能を有する。具体的には、基準点の頂点法線ベクトルｎを求める。たとえば、まず、基準点を頂点とする各ポリゴンの面法線ベクトルを求める。そして、各面法線ベクトルを足し合わせて正規化する。これにより、基準点の頂点法線ベクトルｎが生成されることとなる。
【００５４】
図１１は、基準点近傍の表示面Ｓｄにおける面法線ベクトルを示す平面図である。図１１中、３角形の図形は表示面Ｓｄを構成するポリゴンであり、丸図形はポリゴンの頂点である。特に、黒丸が基準点である。ポリゴン上の矢印はポリゴンの面法線ベクトルである。
【００５５】
図１２は、基準点近傍の表示面Ｓｄにおける頂点法線ベクトルを示す平面図である。図１１に示した各面法線ベクトルを足し合わせて正規化することで、基準点の頂点法線ベクトルが得られる。図１２中、点線矢印が基準点の頂点法線ベクトルである。
【００５６】
設定部３０５は、生成部３０４によって生成された基準点の法線を反視線方向に方向転換させる回転軸を設定する機能を有する。具体的には、原点を構造の重心に置き、鉛直上向きをｙ軸正方向とするモデリング座標系のｙ軸を回転軸に設定する。
【００５７】
回転角算出部３０６は、生成部３０４によって生成された基準点の法線ベクトルｎを反視線方向に方向転換させる回転角θを算出する機能を有する。具体的には、基準点の頂点法線ベクトルｎと回転前の表示面の法線ベクトルとの内積を求めることにより、頂点法線ベクトルｎと回転前の表示面の法線ベクトルとのなす角を回転角θとして求めることができる。
【００５８】
変換部３０７は、表示対象の表示面Ｓｄを構成する各頂点の座標値を、回転角算出部３０６によって算出された回転角θにより基準点の法線ベクトルｎが反視線方向に方向転換されたときの座標値に変換する機能を有する。具体的には、たとえば、表示面Ｓｄを構成するポリゴンの各頂点の座標値を、回転軸回りに回転角θ分回転させる回転行列により、座標変換する。この座標変換は、表示面Ｓｄを構成するポリゴンの各頂点のほか、分子表面Ｓのポリゴンを構成する各頂点や、分子表面Ｓの生成元となる分子表面Ｓからの最近傍の原子の座標値についても実行してもよい。
【００５９】
３Ｄグラフィックスにおいて、プログラムからグラフィックスハードウェアを制御するために使用するアプリケーションプログラムインタフェース（ＡＰＩ）のひとつである、ＯｐｅｎＧＬ（ｈｔｔｐ：//ｗｗｗ．ｏｐｅｎｇｌ．ｏｒｇ/（２０１０年３月８日検索））を利用する例を示す。以下の座標変換の４つのプロセスをハードウェア上で実現できる。
【００６０】
１．図形の空間中での位置を決める「モデリング変換」
２．その空間を視点から見た空間に直す「ビューイング（視野）変換」
３．その空間をコンピュータ内の空間にあるスクリーンに投影する「透視変換」
４．スクリーン上の図形をディスプレイ上の表示領域に切り出す「ビューポート変換」
【００６１】
また、アニメーション（繰り返し）描画を行うには, 描画の度に座標変換の行列を設定する必要があるが、このハードウェア上で実現できる。
【００６２】
描画部３０８は、変換部３０７による変換後における視線方向からの表示対象の表示面Ｓｄを、特徴量に基づいて表示画面Ｄに描画する機能を有する。具体的には、たとえば、変換後における表示面Ｓｄを構成するポリゴンを描画する。ポリゴンの面には、静電ポテンシャルに応じた色を描画する。表示面Ｓｄ以外の分子表面Ｓには着色をする必要はない（または、黒／白一色とする）。また、表示対象の輪郭は描画してもよい。描画部３０８では、たとえば、表示面Ｓｄの構造データおよび着色データを不図示の描画デバイスに渡し、描画デバイスがＶＲＡＭ（ビデオＲＡＭ）に書き込むことで、表示画面Ｄに回転処理後の表示面Ｓｄおよびその静電ポテンシャルを表示することとなる。
【００６３】
また、描画部３０８では、上述したように表示面Ｓｄを構成する頂点について描画しているが、表示面Ｓｄに代えて、表示面Ｓｄを構成する頂点の最近傍原子を描画することとしてもよい。具体的には、たとえば、最近傍の原子は、図９に示した表示面構成データ９００の最近傍原子項目により特定できる。これにより、最近傍原子により構成されるアミノ酸残基も特定できるため、最近傍アミノ酸残基を描画することができる。
【００６４】
図１３は、実施の形態１にかかる回転表示後の表示画面例を示す説明図である。図１３においては、一方のタンパク質である抗原の表示面構成データ９００に関する３次元モデル１３０２が実施の形態１で示した処理により回転表示されており、図１０に示した候補番号１の基準点Ｐも表示されている。
【００６５】
（情報表示装置による情報表示処理手順）
図１４は、実施の形態１にかかる情報表示装置による情報表示処理手順を示すフローチャートである。まず、取得部３０１により、３次元構造データ対となるタンパク質複合体の３次元構造データ４００を取得する（ステップＳ１４０１）。取得されたタンパク質複合体の３次元構造データ４００は表示対象の３次元構造データと比較対象の３次元構造データとに分離される。
【００６６】
そして、分離された表示対象の３次元構造データと比較対象の３次元構造データについて、分子表面Ｓを算出する（ステップＳ１４０２）。分子表面Ｓを算出すると、表示対象の分子表面Ｓと比較対象の分子表面Ｓについて、表示面抽出処理（ステップＳ１４０３）を実行する。これにより、表示対象の分子表面Ｓから表示面Ｓｄが切り出されることとなる。このあと、切り出された表示面Ｓｄについて、表示面回転表示処理（ステップＳ１４０４）を実行する。これにより、ユーザが視認し易い方向から見た表示面Ｓｄを表示することができる。
【００６７】
図１５は、図１４に示した表示面抽出処理（ステップＳ１４０３）の詳細な処理手順を示すフローチャートである。まず、表示対象の分子表面Ｓについて静電ポテンシャルを計算し（ステップＳ１５０１）、表示対象の分子表面Ｓを構成するポリゴンの頂点群のうち未処理の頂点があるか否かを判断する（ステップＳ１５０２）。
【００６８】
未処理の頂点がある場合（ステップＳ１５０２：Ｙｅｓ）、未処理の頂点を１つ選択する（ステップＳ１５０３）。そして、比較対象の分子表面Ｓを構成するポリゴンの各頂点から選択頂点までの距離を計算し、そのうち最も短い距離を最短距離とする（ステップＳ１５０４）。このあと、最短距離がしきい値以内か否かを判断する（ステップＳ１５０５）。
【００６９】
しきい値以内である場合（ステップＳ１５０５：Ｙｅｓ）、選択頂点を表示面構成データとして保存して（ステップＳ１５０６）、ステップＳ１５０２に移行する。一方、しきい値以内でない場合（ステップＳ１５０５：Ｎｏ）、ステップＳ１５０２に移行する。ステップＳ１５０２において、未処理の頂点がない場合（ステップＳ１５０２：Ｎｏ）、表示面回転表示処理（ステップＳ１４０４）に移行する。
【００７０】
図１６は、図１４に示した表示面回転表示処理（ステップＳ１４０４）の詳細な処理手順を示すフローチャートである。まず、選択部３０３により基準点Ｐを選択し（ステップＳ１６０１）、選択された基準点Ｐの頂点法線ベクトルを生成部３０４により生成する（ステップＳ１６０２）。そして、設定部３０５により回転軸を設定し（ステップＳ１６０３）、回転角算出部３０６により、頂点法線ベクトルを反視線方向のベクトルに向けさせるための回転角を算出する（ステップＳ１６０４）。
【００７１】
このあと、変換部３０７により、表示面構成データ内の頂点の座標値を、回転軸回りに回転角分頂点法線ベクトルを回転させた場合の座標値に変換する（ステップＳ１６０５）。そして、描画部３０８により変換後の表示面Ｓｄおよびその静電ポテンシャルの色を描画する（ステップＳ１６０６）。これにより、ユーザが視認し易い方向から見た表示面Ｓｄが表示されることとなる。
【００７２】
このように、実施の形態１では、表示面Ｓｄの切り出し（抽出）により、結合に関与する可能性のある分子表面Ｓ（表示面Ｓｄ）のみが選択的に表示される。したがって、強い静電ポテンシャルを帯びているが、結合先との位置関係で相互作用に関わる可能性のない部分を、結合部位と誤認識する危険性を低減することができる。
【００７３】
また、着目すべき電気特性を持つ分子表面Ｓの部分（基準点Ｐの近傍の表示面Ｓｄ）の電気的特性が、自動的にユーザの視線に正対する向きで描画される。したがって、タンパク質結合に強く関わる可能性が高い分子表面Ｓの部分の電気的特性を容易に観察することができる。
【００７４】
＜実施の形態２＞
つぎに、実施の形態２について説明する。実施の形態１では、一方のタンパク質を表示対象、他方のタンパク質を比較対象とし、表示対象の分子表面Ｓから表示面Ｓｄを切り出して、表示面Ｓｄを回転表示させる構成について説明した。これに対し、実施の形態２では、さらに、実施の形態１の他方のタンパク質を表示対象、実施の形態１の一方のタンパク質を比較対象とし、表示対象の分子表面Ｓから表示面Ｓｄを切り出して、表示面Ｓｄを回転表示させる。そして、それぞれのタンパク質の表示面Ｓｄを構成する各頂点の特徴量に基づいて選択した基準点の間の距離を計算して、回転表示後の各表示面Ｓｄとともに表示させる。なお、実施の形態１と同一箇所には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００７５】
（情報表示装置の機能的構成）
図１７は、実施の形態２にかかる情報表示装置の機能的構成を示すブロック図である。実施の形態２では、実施の形態１で示した機能に、さらに指定部１７０１と距離算出部１７０２とを追加した構成である。指定部１７０１および距離算出部１７０２も、具体的には、たとえば、図２に示したＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、磁気ディスク２０５、光ディスク２０７などの記憶装置に記憶されたプログラムをＣＰＵ２０１に実行させることにより、または、Ｉ／Ｆ２０９により、その機能を実現する。
【００７６】
指定部１７０１は、任意の３次元構造データ対のうち一方（たとえば抗原）の３次元構造データを表示対象、他方（たとえば抗体）の３次元構造データを比較対象に指定する第１の指定をおこなう機能を有する。また、第１の指定とは逆に、第１の指定における比較対象（抗体）の３次元構造データを表示対象、他方（抗原）の３次元構造データを比較対象に指定する第２の指定をおこなう機能を有する。
【００７７】
具体的には、たとえば、取得部３０１で取得した３次元構造データ対について、抗原を表示対象とする第１の指定に基づいて、抽出部３０２から描画部３０８までの一連の処理を実行するとともに、抗体を表示対象とする第２の指定に基づいて、抽出部３０２から描画部３０８までの一連の処理を実行する。
【００７８】
ここで、抽出部３０２は、第１の指定または第２の指定がなされると、指定により表示対象と比較対象を決定/変更してから、実施の形態１で説明した処理を実行する。これにより、一方の３次元構造データを表示対象とした場合の表示面Ｓｄをユーザの視認し易い方向から描画できるとともに、他方の３次元構造データを表示対象とした場合の表示面Ｓｄをユーザの視認し易い方向から描画できる。
【００７９】
また、距離算出部１７０２は、第１の指定について選択部３０３によって選択された基準点Ｐ１と、第２の指定について選択部３０３によって選択された基準点Ｐ２との基準点間距離を算出する機能を有する。具体的には、たとえば、抗原を表示対象とする第１の指定で得られた基準点Ｐ１の座標値を（ｘ１，ｙ１，ｚ１）とし、抗体を表示対象とする第２の指定で得られた基準点Ｐ２の座標値を（ｘ２，ｙ２，ｚ２）とすると、下記式（１）により基準点間距離ｄを算出することができる。
【００８０】
ｄ＝√｛（ｘ２−ｘ１）２＋（ｙ２−ｙ１）２＋（ｚ２−ｚ１）２｝・・・（１）
【００８１】
描画部３０８では、回転表示後の表示面Ｓｄについて、基準点Ｐ１と基準点Ｐ２を結ぶ線を描画するとともに、基準点間距離ｄの値も描画する。
【００８２】
図１８は、実施の形態２にかかる回転表示後のタンパク質の３次元形状モデル例を示す説明図である。図１８においては、一方のタンパク質（抗体）の３次元形状モデル１８０１と他方のタンパク質（抗原）の３次元形状モデル１８０２とが実施の形態１で示した処理により回転表示されており、それぞれの基準点Ｐ１，Ｐ２を結ぶ線と基準点間距離ｄも表示されている。
【００８３】
（情報表示装置による情報表示処理手順）
図１９は、実施の形態２にかかる情報表示装置による情報表示処理手順を示すフローチャートである。
【００８４】
まず、取得部３０１により３次元構造データ対を取得して（ステップＳ１９０１）、指定部１７０１により第１の指定処理を実行する（ステップＳ１９０２）。ここでは、たとえば、抗原の３次元構造データを表示対象、他方（抗体）の３次元構造データを比較対象とする。このあと、第１の指定の表示対象および比較対象について、表示面抽出処理（ステップＳ１９０３）および表示面回転表示処理（ステップＳ１９０４）を実行する。
【００８５】
表示面抽出処理（ステップＳ１９０３）は、図１４および図１５に示した表示面抽出処理（ステップＳ１４０３）と同じ処理であり、表示面回転表示処理（ステップＳ１９０４）は、図１４および図１６に示した表示面回転表示処理（ステップＳ１４０４）と同じ処理である。
【００８６】
そして、第２の指定が終了しているか否かを判断する（ステップＳ１９０５）。終了していない場合（ステップＳ１９０５：Ｎｏ）、指定部１７０１により、表示対象・比較対象を第１の指定とは逆に指定する第２の指定処理を実行する（ステップＳ１９０６）。ここでは、たとえば、第１の指定で比較対象であった抗体の３次元構造データを表示対象、もう一方（抗原）の３次元構造データを比較対象とする。このあと、第２の指定の表示対象および比較対象について、表示面抽出処理（ステップＳ１９０３）および表示面回転表示処理（ステップＳ１９０４）を実行する。
【００８７】
ステップＳ１９０５において、第２の指定が終了した場合（ステップＳ１９０５：Ｙｅｓ）、距離算出部１７０２により基準点間距離を算出する（ステップＳ１９０７）。そして、描画部３０８により距離情報（基準点間距離ｄの値や基準点Ｐ１，Ｐ２を結ぶ矢印）を表示する（ステップＳ１９０８）。
【００８８】
このように、実施の形態２によれば、近接する構成タンパク質について、相互作用に関わる可能性が高い分子表面Ｓの部分（それぞれの基準点Ｐの近傍）を対置し、かつ、その間の距離を添えて表示することができる。したがって、ユーザは、非共有結合性の相互作用が形成されている可能性が高いかを容易に判断することができる。
【００８９】
＜実施の形態３＞
つぎに、実施の形態３について説明する。実施の形態３では、表示対象が共通する複数の３次元構造データ対を用意し、１つを基準３次元構造データ対とし、残余を比較３次元構造データ対とする。そして、基準３次元構造データ対の表示対象（以下、「基準表示対象」）および比較３次元構造データ対の表示対象（以下、「比較表示対象」）の電気的特性が施された各表示面Ｓｄを、ほぼ同方向からの透視図となるように一堂に表示させる。さらに、基準３次元構造データ対の表示対象に連動して比較３次元構造データ対の表示対象を回転表示させる。
【００９０】
この実施の形態は、たとえば、ある抗体に結合する野生種の抗原に関し、その抗体との結合性がさらに強い変異体抗原を見出す場合に、有用である。すなわち、このような場合、それぞれの抗原が抗体のどの部位に結合するかが、作用の強さを推測する大きな手がかりとなるが、抗体を表示対象として、本実施の形態を適用することで、抗原の違いに由来する結合部位の変化や、抗体の重要な部分構造に強く結合する可能性の高い抗原の特定などが容易になる。
【００９１】
以下、この場合を例に、実施の形態をより詳細に説明する。具体的には、抗体タンパク質および野生種の抗原タンパク質を有するタンパク質複合体の３次元構造データ４００を「基準３次元構造データ対」とし、同一種の抗体タンパク質および変異体抗原タンパク質を有するタンパク質複合体の３次元構造データ４００を、「比較３次元構造データ対」とする例で説明する。
【００９２】
なお、これらの３次元構造データ対における抗体タンパク質は、基本的に同一のタンパク質であるが、一般に、同一種のタンパク質でも完全にアミノ酸配列が一致するとは限らないことから、以降の説明では、各抗体タンパク質も、部分的にアミノ酸配列が異なっていることを想定している。具体的には、後述の判定部２１０１と探索部２１０２で、基準表示対象と比較表示対象のアミノ酸配列の共通部（位置合わせ用部分鎖）を求め、共通部に対応する部分構造が重なるように比較表示対象の配置位置を計算していることが、この想定に由来する。
【００９３】
実施の形態３では、各３次元構造データ対の表示対象（ここでは、抗体）について表示面Ｓｄとその電気的特性を表示させることにより、それぞれの抗原タンパク質が抗体タンパク質に結合した場合の、抗体側の結合部位（電気的特性により非共有結合性の相互作用が形成されている可能性の高いと判断される抗体の表示面Ｓｄの部分）を、ほぼ同じ方向から一度に視認できるようになる。
【００９４】
すなわち、例えば、野生種の抗原が結合した場合（基準３次元構造データの場合）と、変異体抗原が結合した場合（比較３次元構造データの場合）で、抗体側の結合部位や、結合部位の周辺の電気特性がどのように異なるかを一覧し、効率的に比較できるようになる。したがって、抗原タンパク質の違いに由来する、抗体タンパク質側の結合部位の変化や、抗体の重要な部分構造に強く結合する可能性の高い抗原などを容易に特定できるようになる。
【００９５】
図２０は、実施の形態３にかかる回転表示状態の表示画面例を示す説明図である。図２０中、左側の第１表示領域２００１には、基準表示対象の３次元モデルを表示している。黒以外の着色が施されている領域が電気的特性として着色された表示面Ｓｄである。左肩の文字列ＷＴは、表示対象の３次元モデルに結合している抗原タンパク質が野生種（ワイルドタイプ）であることを示している。また、左肩の文字列（Ｌｙｓ９６）は、表示対象の３次元モデルに結合している抗原タンパク質で変異を入れる部分のアミノ酸配列を示している。
【００９６】
なお、図２０の表示領域２００１，２００２は、図１に示した視点を原点０とする３次元の視点座標系を用いている。そして、基準表示対象の重心をＺ軸上の所定の位置としている。
【００９７】
一方、右側の第２表示領域２００２には、比較表示対象の３次元モデルを表示している。黒以外の着色が施されている領域が電気的特性として着色された表示面Ｓｄである。各比較表示対象の３次元モデルの左肩の文字列は、各表示対象（抗体）に相互作用している抗原タンパク質のアミノ酸配列の内、変異したアミノ酸配列を示す名称を示している。比較表示対象は、基準表示対象と同一の視点座標系に配置されており、基準表示対象の回転角により回転表示される。また、比較表示対象の回転軸は、基準表示対象の回転軸をそのまま流用してもよく、比較表示対象から求めてもよい。なお、実施の形態１と同一箇所には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００９８】
（情報表示装置の機能的構成）
図２１は、実施の形態３にかかる情報表示装置の機能的構成を示すブロック図である。実施の形態３では、実施の形態１で示した機能に、さらに判定部２１０１と探索部２１０２とを追加した構成である。判定部２１０１および探索部２１０２も、具体的には、たとえば、図２に示したＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、磁気ディスク２０５、光ディスク２０７などの記憶装置に記憶されたプログラムをＣＰＵ２０１に実行させることにより、または、Ｉ／Ｆ２０９により、その機能を実現する。また、取得部３０１〜描画部３０８の機能は実施の形態１と同様であるが、異なる点のみ説明する。
【００９９】
取得部３０１は、実施の形態１で示した取得処理を、基準３次元構造データ対と比較３次元構造データ対それぞれについておこなう。比較３次元構造データ対とは、表示対象が基準３次元構造データ対と同一であり比較対象が異なる３次元構造データ対である。
【０１００】
図２２は、比較３次元構造データ対となる比較タンパク質複合体の３次元構造データを示す説明図である。比較タンパク質複合体の３次元構造データ２２００では、フィールド項目については図４と同一である。なお、基準３次元構造データ対の表示対象を「基準表示対象」とし、比較３次元構造データ対の表示対象を「比較表示対象」とする。
【０１０１】
たとえば、基準表示対象を抗体、その比較対象を抗原とすると、比較表示対象も基準表示対象と同一種の抗体となる。一方、比較表示対象の比較対象は、基準３次元構造データ対の比較対象である抗原の一部のアミノ酸が置き換わった変異体である。また、抽出部３０２、選択部３０３および生成部３０４は、実施の形態１で示した抽出処理、選択処理および生成処理を、基準表示対象と比較表示対象それぞれについておこなう。なお、前述のように、基準表示対象の抗体と比較表示対象の抗体は、基本的には、同一のタンパク質であるが、アミノ酸配列としては（主要な機能に関わる部分以外の部分で）部分的に異なっていても構わない。
【０１０２】
図２３−１は、基準表示対象である抗体の分子表面Ｓをあらわす分子表面構造データを示す説明図である。分子表面構造データ２３０１において、フィールド項目については図７−１および図７−２と同一である。図２３−２は、基準表示対象である抗体の分子表面Ｓの基準点をあらわす基準点データを示す説明図である。基準点データ２３０２は、基準表示対象である抗体の分子表面Ｓの基準点の座標値と静電ポテンシャルの値を有する。
【０１０３】
図２４−１は、比較表示対象である抗体の分子表面Ｓをあらわす分子表面構造データを示す説明図である。分子表面構造データ２４０１において、フィールド項目については図７−１および図７−２と同一である。図２４−２は、比較表示対象である抗体の分子表面Ｓの基準点をあらわす基準点データを示す説明図である。基準点データ２４０２は、比較表示対象である抗体の分子表面Ｓの基準点の座標値と静電ポテンシャルの値を有する。
【０１０４】
設定部３０５については、実施の形態１で示した設定処理をおこなう。具体的には、基準表示対象の回転軸については実施の形態１のとおりに求める。一方、比較表示対象の回転軸は、ここでは求めない。また、回転角算出部３０６は、実施の形態１で示した回転角算出処理を、基準表示対象についてのみおこなう。
【０１０５】
判定部２１０１は、基準表示対象を構成する構成要素の配列と、比較表示対象を構成する構成要素の配列との共通性を判定する機能を有する。具体的には、基準表示対象のアミノ酸配列と比較表示対象のアミノ酸配列とについて多重配列アライメントを実行する。そして、相同性が認められたアミノ酸配列を位置合わせ用部分鎖とする。アミノ酸配列について多重配列アライメントの計算方法については既存の計算手法（たとえば、下記非特許文献５を参照）を利用する。なお、この処理が必要なのは、基準表示対象・比較表示対象のタンパク質（抗体）が、完全には同一でない場合であり、完全に同一であることが保障されている場合には、処理を省略して、アミノ酸配列全体を位置合わせ用部分鎖としてもよい。
【０１０６】
・非特許文献５
Ｌａｒｋｉｎ  Ｍ．Ａ．  ｅｔ  ａｌ．“Ｃｌｕｓｔａｌ  Ｗ  ａｎｄ  Ｃｌｕｓｔａｌ  Ｘ  ｖｅｒｓｉｏｎ  ２．０”  Ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ，Ｖｏｌ．２３：Ｐ．２９４７−２９４８（２００７）．
【０１０７】
図２５は、多重配列アライメントの実行例を示す説明図である。図２５中、「基準」とある行は、基準表示対象の抗体タンパク質のアミノ酸配列であり、「比較」とあるのは、比較表示対象の抗体タンパク質のアミノ酸配列である。また、図２５中、「＊」は、配列上の同じ位置で、基準表示対象と比較表示対象とで同一のアミノ酸であることを示している。
【０１０８】
探索部２１０２は、判定部２１０１によって共通性ありと判定された構成要素どうしが重なるように、基準表示対象に対する比較表示対象の配置位置を探索する機能を有する。具体的には、たとえば、基準表示対象の重心を原点として基準表示対象を配置した３次元空間に、基準表示対象と各比較表示対象の位置合わせ用部分鎖構造間のＲＭＳＤ（Ｒｏｏｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｄｅｖｉａｔｉｏｎ）が最小となるように重ね合わせて、比較基準対象の配置位置を探索する。ＲＭＳＤ計算に用いる原子の選択はいくつか知られているが、ここでは、部分鎖を構成するアミノ酸配列の主鎖の重原子（−Ｎ−（Ｃ）−ＣＯ−）によって行うものとする。
【０１０９】
図２６は、基準表示対象に比較表示対象を重ね合わせた３次元モデル例を示す説明図である。図２６の３次元モデル２６００において、白で表現した部分が基準表示対象および比較表示対象が同一配置位置であることを示している。一方、黒で表現した部分は、基準表示対象および比較表示対象が異なる配置位置であることを示している。
【０１１０】
また、変換部３０７は、実施の形態１で示した変換処理を、基準表示対象と比較表示対象それぞれについておこなう。具体的には、基準表示対象の表示面Ｓｄを構成する各頂点の座標値を、回転角算出部３０６によって算出された回転角により基準点Ｐの法線が反視線方向に方向転換されたときの座標値に変換する。
【０１１１】
また、比較表示対象の配置位置を探索部２１０２によって探索された配置位置とした場合に、比較表示対象の表示面Ｓｄを構成する各頂点の座標値を、回転角により基準点Ｐの法線が反視線方向に方向転換されたときの座標値に変換する。比較表示対象に用いられる回転軸は、基準表示対象から得られた回転軸を用いる。あるいは、基準表示対象から得られた回転軸を、所定の点を通るように並行移動してもよい。たとえば、基準表示対象の回転軸が基準表示対象の重心を通るように設定されている場合には、比較表示対象についても基準表示対象の重心を通るように設定し、基準表示対象の回転軸が基準表示対象の表示面Ｓｄの基準点Ｐを通るように設定されている場合には、比較表示対象の回転軸についても比較表示対象の表示面Ｓｄの基準点Ｐを通るように設定してもよい。
【０１１２】
描画部３０８は、実施の形態１で示した描画処理を、基準表示対象と比較表示対象それぞれについておこなう。これにより、実施の形態１と同様に基準表示対象が回転表示されるとともに、基準表示対象の回転に連動して比較表示対象も回転表示される。図２０に示したように、基準表示対象と比較表示対象は別々の表示領域で表示される。
【０１１３】
図２７−１は、基準表示対象である野生種の抗体の回転表示後の３次元モデル例を示す説明図である。図２７−２は、比較表示対象である抗体の回転表示後の３次元モデル例を示す説明図である。図２７−１，図２７−２において、表示面Ｓｄ以外の分子表面は黒で着色している。
【０１１４】
（情報表示装置による情報表示処理手順）
図２８は、実施の形態３にかかる情報表示装置による情報表示処理手順を示すフローチャートである。まず、取得部３０１により、基準３次元構造データ対および比較３次元構造データ対を取得する（ステップＳ２８０１）。つぎに、各構造データの分子表面Ｓを算出し（ステップＳ２８０２）、表示面Ｓｄ未抽出の表示対象があるか否かを判断する（ステップＳ２８０３）。未抽出の表示対象がある場合（ステップＳ２８０３：Ｙｅｓ）、未抽出の表示対象を１つ選択し（ステップＳ２８０４）、ステップＳ１４０３と同様の表示面抽出処理を実行して（ステップＳ２８０５）、ステップＳ２８０３に戻る。
【０１１５】
一方、ステップＳ２８０３において、未抽出の表示対象がない場合（ステップＳ２８０３：Ｎｏ）、配置位置未探索の比較表示対象があるか否かを判断する（ステップＳ２８０６）。未探索の比較表示対象がある場合（ステップＳ２８０６：Ｙｅｓ）、未探索の比較表示対象を１つ選択し（ステップＳ２８０７）、判定部２１０１により判定処理（多重配列アライメント）を実行する（ステップＳ２８０８）。
【０１１６】
そして、探索部２１０２により、基準表示対象と比較表示対象の位置合わせ用部分鎖構造間のＲＭＳＤが最小となる比較表示対象の配置位置を探索する（ステップＳ２８０９）。これにより、基準表示対象の重心を基準にして比較表示対象の配置位置が決定する。そして、ステップＳ２８０６に戻る。ステップＳ２８０６において、未探索の比較表示対象がない場合（ステップＳ２８０６：Ｎｏ）、表示面連動回転表示処理を実行して（ステップＳ２８１０）、一連の処理を終了する。
【０１１７】
図２９は、図２８に示した表示面連動回転表示処理（ステップＳ２８１０）の詳細な処理手順を示すフローチャートである。まず、基準表示対象が本処理について未処理か否かを判断する（ステップＳ２９０１）。未処理である場合（ステップＳ２９０１：Ｙｅｓ）、選択部３０３により、基準表示対象を選択して（ステップＳ２９０２）、実施の形態１と同様、基準表示対象の中から基準点Ｐを選択する（ステップＳ２９０３）。
【０１１８】
そして、生成部３０４により、基準点Ｐの頂点法線ベクトルを生成し（ステップＳ２９０４）、設定部３０５により回転軸を設定する（ステップＳ２９０５）。このあと、回転角算出部３０６により回転角を算出して（ステップＳ２９０６）、ステップＳ２９０１に戻る。ステップＳ２９０１において、基準表示対象が未処理でない場合（ステップＳ２９０１：Ｎｏ）、変換部３０７により、基準表示対象の座標変換を実施の形態１と同様におこなう。また、比較表示対象の座標変換も、基準表示対象について算出された回転軸まわりに、および、基準表示対象について算出された回転角分、基準表示対象と同一回転方向に回転する座標変換をおこなう（ステップＳ２９０７）。
【０１１９】
そして、基準表示対象および比較表示対象について、座標変換後の表示面Ｓｄ（を含む分子表面Ｓや原子、アミノ酸残基）の描画処理をそれぞれの表示領域でおこなう（ステップＳ２９０８）。この場合、基準表示対象および比較表示対象について、それぞれの電気的特性に応じた着色を表示面Ｓｄに施す。そして、それ以外の分子表面Ｓについては、電気的特性の着色が強調できるように、特定の一色（黒や白）を施す。これにより、表示面連動回転表示処理（ステップＳ２８１０）を終了する。
【０１２０】
このあと、基準表示対象について、ポインティングデバイスを用いて回転方向および回転角を指定（ドラッグ）することにより、基準表示対象を指定された回転方向に回転表示させることができる。この場合、変換部３０７に回転軸と回転角を与えることで、比較表示対象を、同じ回転方向および回転角で連動して回転表示させることができる。したがって、ユーザが視認したい方向から見ることができ、自由度の向上を図ることができる。
【０１２１】
このように、実施の形態３によれば、抗原の変異体に結合する抗体の表示面Ｓｄ（結合部位）の電気的特性を、抗原に結合する抗体とほぼ同じ方向から一度に視認できるようになる。したがって、抗原のアミノ酸変異により電気的特性が大きく変化する抗体の結合部位の部分などを容易に特定できるようになる。
【０１２２】
＜実施の形態４＞
つぎに、実施の形態４について説明する。実施の形態１では、表示面Ｓｄを構成する各頂点が有する特徴量に基づいて、頂点群の中から選択された基準点の法線ベクトルｎを反視線方向に方向転換させる例について説明した。
【０１２３】
これに対し、実施の形態４では、生成部３０４により、基準点領域を生成し、その基準点領域の外縁の重心を求め、基準点Ｐとその重心Ｗとを結んで、法線ベクトルｃとすることで、結合領域全体を表示させる。
【０１２４】
図３０は、基準点とその周囲の同じ符号の静電ポテンシャルが形成する領域（「基準点領域」と称す）およびその外縁の重心と基準点が表示面における基準点の法線ベクトルを作成する実施例を示す説明図である。（ａ）は、抗原の３次元形状モデル１０２の表示面Ｓｄを示している。（ｂ）は、基準点領域Ｒを設定した状態を示している。基準点領域Ｒとは、最近傍原子から第１の所定距離ｒ１以内にあり、かつ、静電ポテンシャルが最近傍原子と同符号の表示面上の点（たとえば、ポリゴンの頂点）で形成される領域である。
【０１２５】
最近傍原子からの第１の所定距離ｒ１としては、水素結合の水素供与体―受容体間距離を用いる。その平均値が非特許文献１から２．９〜３．０［Å］であるので、中央値２．９５Åを第１の所定距離ｒ１として用いてもよい。
【０１２６】
内縁領域ＲＣとは、基準点領域Ｒ内で第２の所定距離ｒ２以内の領域である。第２の所定距離ｒ２としては、たとえば、分子表面のデータ粒度を４グリッド／［Å2］とすると、ｒ１から０．５［Å］を引いた２．４５［Å］として用いることにする。
【０１２７】
基準点領域Ｒの外縁ＲＥとは、基準点領域Ｒから内縁領域ＲＣを取り除いた領域である。そして、基準点領域Ｒの外縁ＲＥの重心Ｗを求める。重心Ｗの求め方自体は周知技術であるので詳細は省略するが、簡単な方法としては、基準点領域Ｒの外縁ＲＥを構成する原子の座標値の平均値を求めることで、重心Ｗの座標を求めることができる。
【０１２８】
（ｃ）は、法線ベクトルｃを設定した状態を示している。法線ベクトルｃは、基準点Ｐから重心ｗに向かう法線ベクトルである。ここでは、凸面上の基準点Ｐとその法線ベクトルｃを示している。凸面の法線ベクトルｃは分子内部に向かい、一方、凹面では、基準点の法線ベクトルは分子外部に向かう。
【０１２９】
図３１は、実施の形態１と実施の形態４との回転表示の違いを示す説明図である。図３１において、（ａ）が実施の形態１での回転表示状態を示しており、（ｂ）が実施の形態４での回転表示状態を示している。
【０１３０】
（ａ）では、基準点の頂点法線ベクトルｎを反視線方向に方向転換したため、表示面Ｓｄのうち基準点Ｐ周辺は視認しやすいが、基準点Ｐから離れた領域が視認しづらくなる場合がある。（ｂ）では、基準点Ｐの頂点法線ベクトルｎに代え、基準点Ｐの法線ベクトルｃを反視線方向に方向転換するため、表示面Ｓｄを全体的にバランスがとれた向きに回転表示することができる。
【０１３１】
図３２は、図１４に示した表示面回転表示処理（ステップＳ１４０４）の実施の形態４における詳細な処理手順を示すフローチャートである。図３２では、図１６との相違点のみ説明する。
【０１３２】
図３２では、図１６のステップＳ１６０２に代え、法線ベクトル生成処理を実行する（ステップＳ３２０２）。これにより、回転軸を設定し（ステップＳ１６０３）、回転角θの算出では、基準点の法線ベクトルｃと回転前の表示面の法線ベクトルとの内積を求めることにより、法線ベクトルｃと回転前の表示面の法線ベクトルとのなす角を回転角θとして算出することとなる（ステップＳ１６０４）。
【０１３３】
また、描画処理（ステップＳ１６０６）のあと、ユーザ操作により、基準点Ｐの選択をあらたに受け付けたか否かを判断する（ステップＳ３２０７）。受け付けた場合（ステップＳ３２０７：Ｙｅｓ）、ステップＳ１６０１に戻り、あらたに選択された点を基準点としてその後の処理を実行する。一方、終了を受け付けた場合（ステップＳ３２０７：Ｎｏ）、ステップＳ１９０５に移行する。
【０１３４】
図３３は、図３２に示した法線ベクトル生成処理（ステップＳ３２０２）の詳細な処理手順を示すフローチャートである。まず、基準点Ｐから第１の所定距離ｒ１以内にあり、かつ、基準点Ｐの最近傍原子と同符号の静電ポテンシャルを持つ表示面Ｓｄ上の点（原子）を、図９の表示面構成データ９００から検出することで、基準点領域Ｒを設定する（ステップＳ３３０１）。図３４は、ステップＳ３３０１で設定された基準点領域Ｒの座標データの一例を示す説明図である。
【０１３５】
また、図３３において、基準点領域Ｒ内で、基準点Ｐから第２の所定距離以内にあり、かつ、基準点Ｐの最近傍原子と同符号の静電ポテンシャルを持つ表示面Ｓｄ上の点（原子）を、図９の表示面構成データ９００から検出することで、内縁領域を設定する（ステップＳ３３０２）。図３５は、ステップＳ３３０２で設定された基準点領域Ｒの内縁領域の座標データの一例を示す説明図である。
【０１３６】
そして、図３３において、基準点領域Ｒ上の点から内縁領域上の点を取り除くことで、基準点領域Ｒの外縁を設定する（ステップＳ３３０３）。図３６は、ステップＳ３３０３で設定された基準点領域Ｒの外縁の座標データの一例を示す説明図である。
【０１３７】
このあと、図３３において、基準点領域Ｒの外縁の重心Ｗを算出する（ステップＳ３３０４）。図３７は、ステップＳ３３０３で設定された基準点領域Ｒの外縁の座標データを用いて計算された重心Ｗの座標データの一例を示す説明図である。
【０１３８】
最後に、図３３において、基準点Ｐから重心Ｗを通過する法線ベクトルを設定する（ステップＳ３３０５）。このあと、ステップＳ１６０３に移行する。外縁の重心Ｗは、内縁領域内の頂点（基準点Ｐ含む）の影響を除外した点となるため、基準点Ｐと結ぶことで、基準点Ｐと外縁ＲＥの両方を加味した方向を特定することができる。これにより、法線ベクトルｃを反視線方向に方向転換することで、図３１の（ｂ）のように回転表示されることとなる。
【０１３９】
このように、実施の形態４では、強い静電位を帯びているが、結合先との位置関係で相互作用に関わる可能性のある幾何学的な相補性（凹凸のかみ合わせ等）領域の電気的特性を容易に観察することができる。
【０１４０】
以上説明したように、従来では、タンパク質の結合に関わる分子表面Ｓの電気特性を観察するには、個々の構成タンパク質を分離した上で、ユーザが、結合に関わると考えられる部位を試行錯誤により見つける必要があった。そして、当該部位を見つけたとしても、見やすく表示されるように、表示方向を調節する必要があった。
【０１４１】
本実施の形態では、表示対象と比較対象との間の結合に関わる可能性の高い表示対象の表面の特徴的な部分を視認しやすく表示することができる。特に、実施の形態１により、結合に関与する可能性のある分子表面Ｓ（表示面Ｓｄ）のみを選択的に表示することができる。したがって、強い静電ポテンシャルを帯びているが、結合先との位置関係で相互作用に関わる可能性のない部分を、結合部位と誤認識する危険性を低減することができる。
【０１４２】
また、着目すべき電気特性を持つ分子表面Ｓ（基準点Ｐの近傍の分子表面Ｓ）およびその電気的特性を、自動的にユーザの視線に正対する向きで描画することができる。したがって、タンパク質結合に強く関わる可能性が高い分子表面Ｓの部分の電気的特性を容易に観察することができる。特に、実施の形態４により、分子表面Ｓにおいて、強い静電位を帯びているが、結合先との位置関係で相互作用に関わる可能性のある幾何学的な相補性（凹凸のかみ合わせ等）領域の電気的特性を容易に観察することができる。
【０１４３】
さらに、実施の形態２により、近接する構成タンパク質について、相互作用に関わる可能性が高い分子表面Ｓの部分（それぞれの基準点Ｐの近傍）を対置した状態で、構成タンパク質間の基準点間距離ｄを表示することができる。したがって、ユーザは、非共有結合性の相互作用が形成されている可能性が高いかを容易に判断することができる。特に、実施の形態４により、近接する構成タンパク質について、分子表面Ｓにおける結合先との位置関係で相互作用に関わる可能性のある幾何学的な相補性（凹凸のかみ合わせ等）領域の電気的特性を対置した状態で、構成タンパク質間の基準点間距離ｄを表示することができる。したがって、ユーザは、非共有結合性の相互作用が形成されている可能性が高いかをさらに容易に判断することができる。
【０１４４】
また、実施の形態３により、基準表示対象に連動して比較表示対象をほぼ同方向からの透視図となるように一堂に表示させることができ、さらに、連動して回転表示させることができる。したがって、各比較表示対象の表示面Ｓｄの電気的特性（抗原の変異体が結合した場合の抗体側の結合部位周辺の電荷の偏り状況）と、基準表示対象の表示面Ｓｄの電気的特性（野生種の抗原が結合した場合の抗体側の結合部位周辺の電荷の偏り状況）とを、ほぼ同じ方向から一度に視認できるようになる。
【０１４５】
したがって、ユーザは、抗原タンパク質の違いに由来する、抗体タンパク質側の結合部位（電荷の強い偏り等によって、非共有結合性相互作用の形成が示唆される表示面Ｓｄの部分）の位置変化や、抗体の重要な部分構造（たとえば、野生種の抗原が結合する抗原の部分の周辺）に強く結合する可能性の高い抗原などを容易に特定できるようになる。
【０１４６】
なお、本実施の形態で説明した情報表示方法は、予め用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することにより実現することができる。このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。またこのプログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することとしてもよい。
【符号の説明】
【０１４７】
Ａｒ  回転軸
Ｄ  表示画面
Ｐ  基準点
Ｓ  分子表面
Ｓｄ  表示面
ｄ  基準点間距離
ｎ  頂点法線ベクトル
ｃ  法線ベクトル
Ｒ  基準点領域
ＲＣ  基準点内縁領域
ＲＥ  基準点外縁
Ｖ  視点
ｗ  重心
θ  回転角
３００  情報表示装置
３０１  取得部
３０２  抽出部
３０３  選択部
３０４  生成部
３０５  設定部
３０６  回転角算出部
３０７  変換部
３０８  描画部
１７０１  指定部
１７０２  距離算出部
２１０１  判定部
２１０２  探索部
Ａｌａ  アラニン
Ｃｙｓ  システイン
Ａｓｐ  アスパラギン酸
Ｇｌｕ  グルタミン酸
Ｐｈｅ  フェニルアラニン
Ｇｌｙ  グリシン
Ｈｉｓ  ヒスチジン
Ｉｌｅ  イソロイシン
Ｌｙｓ  リジン
Ｌｅｕ  ロイシン
Ｍｅｔ  メチオニン
Ａｓｎ  アスパラギン
Ｐｒｏ  プロリン
Ｇｌｎ  グルタミン
Ａｒｇ  アルギニン
Ｓｅｒ  セリン
Ｔｈｒ  トレオニン
Ｖａｌ  バリン
Ｔｒｐ  トリプトファン
Ｔｙｒ  チロシン
【図１】
2010110228.tif 000003
【図２】
2010110228.tif 000004
【図３】
2010110228.tif 000005
【図４】
2010110228.tif 000006
【図５−１】
2010110228.tif 000007
【図５−２】
2010110228.tif 000008
【図６】
2010110228.tif 000009
【図７−１】
2010110228.tif 000010
【図７−２】
2010110228.tif 000011
【図８】
2010110228.tif 000012
【図９】
2010110228.tif 000013
【図１０】
2010110228.tif 000014
【図１１】
2010110228.tif 000015
【図１２】
2010110228.tif 000016
【図１３】
2010110228.tif 000017
【図１４】
2010110228.tif 000018
【図１５】
2010110228.tif 000019
【図１６】
2010110228.tif 000020
【図１７】
2010110228.tif 000021
【図１８】
2010110228.tif 000022
【図１９】
2010110228.tif 000023
【図２０】
2010110228.tif 000024
【図２１】
2010110228.tif 000025
【図２２】
2010110228.tif 000026
【図２３−１】
2010110228.tif 000027
【図２３−２】
2010110228.tif 000028
【図２４−１】
2010110228.tif 000029
【図２４−２】
2010110228.tif 000030
【図２５】
2010110228.tif 000031
【図２６】
2010110228.tif 000032
【図２７−１】
2010110228.tif 000033
【図２７−２】
2010110228.tif 000034
【図２８】
2010110228.tif 000035
【図２９】
2010110228.tif 000036
【図３０】
2010110228.tif 000037
【図３１】
2010110228.tif 000038
【図３２】
2010110228.tif 000039
【図３３】
2010110228.tif 000040
【図３４】
2010110228.tif 000041
【図３５】
2010110228.tif 000042
【図３６】
2010110228.tif 000043
【図３７】
2010110228.tif 000044
【図３８】
2010110228.tif 000045
【図３９】
2010110228.tif 000046
【手続補正書】
【提出日】平成23年8月17日(2011.8.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータを、
表示対象となる３次元構造データおよび当該表示対象と比較される比較対象となる３次元構造データの組み合わせとなる３次元構造データ対を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された表示対象により特定される前記表示対象の表面のうち、前記比較対象により特定される前記比較対象の表面から所定距離以内となる表面を前記表示対象の表示面として抽出する抽出手段と、
前記抽出手段によって抽出された前記表示対象の表示面を構成する各頂点が有する特徴量に基づいて、前記頂点群の中から基準点を選択する選択手段と、
前記選択手段によって選択された基準点の法線を生成する生成手段と、
前記生成手段によって生成された前記基準点の法線を反視線方向に方向転換させる回転軸を設定する設定手段と、
前記設定手段によって設定された前記回転軸を用いて前記基準点の法線を前記反視線方向に方向転換させる回転角を、前記基準点の法線と前記表示面の法線とに基づいて、前記表示面の凹凸形状に応じて算出する回転角算出手段と、
前記表示対象の表示面を構成する各頂点の座標値を、前記回転角算出手段によって算出された回転角により前記基準点の法線が前記反視線方向に方向転換されたときの座標値に変換する変換手段と、
前記変換手段による変換後における視線方向からの前記表示対象の表示面を、前記特徴量に基づいて表示画面に描画する描画手段、
として機能させることを特徴とする情報表示プログラム。
【請求項２】
前記コンピュータを、
任意の３次元構造データ対のうち一方の３次元構造データを前記表示対象、他方の３次元構造データを前記比較対象に指定する第１の指定と、前記一方の３次元構造データを前記比較対象、前記他方の３次元構造データを前記表示対象に指定する第２の指定をおこなう指定手段と、
前記第１の指定について前記選択手段によって選択された基準点と前記第２の指定について前記選択手段によって選択された基準点との基準点間距離を算出する距離算出手段として機能させ、
前記描画手段は、
前記距離算出手段によって算出された基準点間距離を、前記第１の指定について前記描画手段によって描画された前記表示対象の表示面および前記第２の指定について前記描画手段によって描画された前記表示対象の表示面に関連付けて描画することを特徴とする請求項１に記載の情報表示プログラム。
【請求項３】
コンピュータを、
前記表示対象および前記比較対象の組み合わせとなる基準３次元構造データ対と、前記表示対象および前記比較対象とは異なる他の比較対象の組み合わせとなる比較３次元構造データ対とを取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された３次元構造データ対ごとに、前記表示対象により特定される前記表示対象の表面のうち、前記比較対象により特定される前記比較対象の表面から所定距離以内となる表面を、前記表示対象の表示面として抽出する抽出手段と、
前記基準３次元構造データ対の表示対象（以下、「基準表示対象」）を構成する構成要素の配列と、前記比較３次元構造データ対の表示対象（以下、「比較表示対象」）を構成する構成要素の配列との共通性を判定する判定手段と、
前記判定手段によって共通性ありと判定された構成要素どうしが重なるように、前記基準表示対象に対する前記比較表示対象の配置位置を探索する探索手段と、
前記抽出手段によって抽出された前記基準表示対象の表示面を構成する各頂点が有する特徴量に基づいて、前記基準表示対象の表示面を構成する頂点群の中から基準点を選択する選択手段と、
前記選択手段によって選択された前記基準表示対象の基準点の法線を生成する生成手段と、
前記基準表示対象について、前記生成手段によって生成された前記基準表示対象の基準点の法線を反視線方向に方向転換させる回転軸を設定する設定手段と、
前記基準表示対象について、前記設定手段によって設定された前記回転軸を用いて前記基準表示対象の基準点の法線を前記反視線方向に方向転換させる回転角を、前記基準表示対象の基準点の法線と前記基準表示対象の表示面の法線とに基づいて、前記基準表示対象の表示面の凹凸形状に応じて算出する回転角算出手段と、
前記基準表示対象の表示面を構成する各頂点の座標値を、前記回転角算出手段によって算出された回転角により前記基準点の法線が前記反視線方向に方向転換されたときの座標値に変換するとともに、前記比較表示対象の配置位置を前記探索手段によって探索された配置位置とした場合に、前記比較表示対象の表示面を構成する各頂点の座標値を、前記回転角により前記基準点の法線が前記反視線方向に方向転換されたときの座標値に変換する変換手段と、
前記変換手段による変換後における前記基準表示対象および前記比較表示対象の表示面を、前記各特徴量に基づいて前記表示画面に描画する描画手段、
として機能させることを特徴とする情報表示プログラム。
【請求項４】
表示対象となる３次元構造データおよび当該表示対象と比較される比較対象となる３次元構造データの組み合わせとなる３次元構造データ対を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された表示対象により特定される前記表示対象の表面のうち、前記比較対象により特定される前記比較対象の表面から所定距離以内となる表面を前記表示対象の表示面として抽出する抽出手段と、
前記抽出手段によって抽出された前記表示対象の表示面を構成する各頂点が有する特徴量に基づいて、前記頂点群の中から基準点を選択する選択手段と、
前記選択手段によって選択された基準点の法線を生成する生成手段と、
前記生成手段によって生成された前記基準点の法線を反視線方向に方向転換させる回転軸を設定する設定手段と、
前記設定手段によって設定された前記回転軸を用いて前記基準点の法線を前記反視線方向に方向転換させる回転角を、前記基準点の法線と前記表示面の法線とに基づいて、前記表示面の凹凸形状に応じて算出する回転角算出手段と、
前記表示対象の表示面を構成する各頂点の座標値を、前記回転角算出手段によって算出された回転角により前記基準点の法線が前記反視線方向に方向転換されたときの座標値に変換する変換手段と、
前記変換手段による変換後における視線方向からの前記表示対象の表示面を、前記特徴量に基づいて前記表示画面に描画する描画手段と、
を備えることを特徴とする情報表示装置。
【請求項５】
任意の３次元構造データ対のうち一方の３次元構造データを前記表示対象、他方の３次元構造データを前記比較対象に指定する第１の指定と、前記一方の３次元構造データを前記比較対象、前記他方の３次元構造データを前記表示対象に指定する第２の指定をおこなう指定手段と、
前記第１の指定について前記選択手段によって選択された基準点と前記第２の指定について前記選択手段によって選択された基準点との基準点間距離を算出する距離算出手段とを備え、
前記描画手段は、
前記距離算出手段によって算出された基準点間距離を、前記第１の指定について前記描画手段によって描画された前記表示対象の表示面および前記第２の指定について前記描画手段によって描画された前記表示対象の表示面に関連付けて描画することを特徴とする請求項４に記載の情報表示装置。
【請求項６】
前記表示対象および前記比較対象の組み合わせとなる基準３次元構造データ対と、前記表示対象および前記比較対象とは異なる他の比較対象の組み合わせとなる比較３次元構造データ対とを取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された３次元構造データ対ごとに、前記表示対象により特定される前記表示対象の表面のうち、前記比較対象により特定される前記比較対象の表面から所定距離以内となる表面を、前記表示対象の表示面として抽出する抽出手段と、
前記基準３次元構造データ対の表示対象（以下、「基準表示対象」）を構成する構成要素の配列と、前記比較３次元構造データ対の表示対象（以下、「比較表示対象」）を構成する構成要素の配列との共通性を判定する判定手段と、
前記判定手段によって共通性ありと判定された構成要素どうしが重なるように、前記基準表示対象に対する前記比較表示対象の配置位置を探索する探索手段と、
前記抽出手段によって抽出された前記基準表示対象の表示面を構成する各頂点が有する特徴量に基づいて、前記基準表示対象の表示面を構成する頂点群の中から基準点を選択する選択手段と、
前記選択手段によって選択された前記基準表示対象の基準点の法線を生成する生成手段と、
前記基準表示対象について、前記生成手段によって生成された前記基準表示対象の基準点の法線を反視線方向に方向転換させる回転軸を設定する設定手段と、
前記設定手段によって設定された前記回転軸を用いて前記基準点の法線を前記反視線方向に方向転換させる回転角を、前記基準点の法線と前記表示面の法線とに基づいて、前記表示面の凹凸形状に応じて算出する回転角算出手段と、
前記基準表示対象の表示面を構成する各頂点の座標値を、前記回転角算出手段によって算出された回転角により前記基準点の法線が前記反視線方向に方向転換されたときの座標値に変換するとともに、前記比較表示対象の配置位置を前記探索手段によって探索された配置位置とした場合に、前記比較表示対象の表示面を構成する各頂点の座標値を、前記回転角により前記基準点の法線が前記反視線方向に方向転換されたときの座標値に変換する変換手段と、
前記変換手段による変換後における前記基準表示対象および前記比較表示対象の表示面を、前記各特徴量に基づいて前記表示画面に描画する描画手段と、
を備えることを特徴とする情報表示装置。
【請求項７】
コンピュータが、
表示対象となる３次元構造データおよび当該表示対象と比較される比較対象となる３次元構造データの組み合わせとなる３次元構造データ対を取得する取得工程と、
前記取得工程によって取得された表示対象により特定される前記表示対象の表面のうち、前記比較対象により特定される前記比較対象の表面から所定距離以内となる表面を前記表示対象の表示面として抽出する抽出工程と、
前記抽出工程によって抽出された前記表示対象の表示面を構成する各頂点が有する特徴量に基づいて、前記頂点群の中から基準点を選択する選択工程と、
前記選択工程によって選択された基準点の法線を生成する生成工程と、
前記生成工程によって生成された前記基準点の法線を反視線方向に方向転換させる回転軸を設定する設定工程と、
前記設定工程によって設定された前記回転軸を用いて前記基準点の法線を前記反視線方向に方向転換させる回転角を、前記基準点の法線と前記表示面の法線とに基づいて、前記表示面の凹凸形状に応じて算出する回転角算出工程と、
前記表示対象の表示面を構成する各頂点の座標値を、前記回転角算出工程によって算出された回転角により前記基準点の法線が前記反視線方向に方向転換されたときの座標値に変換する変換工程と、
前記変換工程による変換後における視線方向からの前記表示対象の表示面を、前記特徴量に基づいて前記表示画面に描画する描画工程と、
を実行することを特徴とする情報表示方法。
【請求項８】
前記コンピュータが、
前記選択工程によって選択された基準点を中心とした前記表示面上の基準点と同じ符号の頂点群を基準点領域として抽出する抽出工程と、
前記基準点から所定距離以内となる前記基準点領域の内縁を算出する内縁算出工程と、当該基準点領域からその内縁を引いて前記基準点領域の外縁を算出する外縁算出工程と、
前記基準点領域の外縁の重心を算出する重心算出工程と、を実行し、
前記生成工程は、
前記基準点から前記基準点領域の外縁の重心を結び、基準点の法線を生成することを特徴とする請求項７に記載の情報表示方法。
【請求項９】
コンピュータが、
前記表示対象および前記比較対象の組み合わせとなる基準３次元構造データ対と、前記表示対象および前記比較対象とは異なる他の比較対象の組み合わせとなる比較３次元構造データ対とを取得する取得工程と、
前記取得工程によって取得された３次元構造データ対ごとに、前記表示対象により特定される前記表示対象の表面のうち、前記比較対象により特定される前記比較対象の表面から所定距離以内となる表面を、前記表示対象の表示面として抽出する抽出工程と、
前記基準３次元構造データ対の表示対象（以下、「基準表示対象」）を構成する構成要素の配列と、前記比較３次元構造データ対の表示対象（以下、「比較表示対象」）を構成する構成要素の配列との共通性を判定する判定工程と、
前記判定工程によって共通性ありと判定された構成要素どうしが重なるように、前記基準表示対象に対する前記比較表示対象の配置位置を探索する探索工程と、
前記抽出工程によって抽出された前記基準表示対象の表示面を構成する各頂点が有する特徴量に基づいて、前記基準表示対象の表示面を構成する頂点群の中から基準点を選択する選択工程と、
前記選択工程によって選択された前記基準表示対象の基準点の法線を生成する生成工程と、
前記基準表示対象について、前記生成工程によって生成された前記基準表示対象の基準点の法線を反視線方向に方向転換させる回転軸を設定する設定工程と、
前記設定工程によって設定された前記回転軸を用いて前記基準点の法線を前記反視線方向に方向転換させる回転角を、前記基準点の法線と前記表示面の法線とに基づいて、前記表示面の凹凸形状に応じて算出する回転角算出工程と、
前記基準表示対象の表示面を構成する各頂点の座標値を、前記回転角算出工程によって算出された回転角により前記基準点の法線が前記反視線方向に方向転換されたときの座標値に変換するとともに、前記比較表示対象の配置位置を前記探索工程によって探索された配置位置とした場合に、前記比較表示対象の表示面を構成する各頂点の座標値を、前記回転角により前記基準点の法線が前記反視線方向に方向転換されたときの座標値に変換する変換工程と、
前記変換工程による変換後における前記基準表示対象および前記比較表示対象の表示面を、前記各特徴量に基づいて前記表示画面に描画する描画工程と、
を実行することを特徴とする情報表示方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示技術は、情報を表示する情報表示プログラム、情報表示装置、および情報表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医薬品開発等において、タンパク質複合体の構成タンパク質（もしくはサブユニット）間の結合部位の決定は、ひとつの重要な課題である。たとえば、疾患の原因となるタンパク質複合体が知られている場合、その複合体の形成を阻害する医薬品候補を、構成タンパク質の結合に強く関与する部位（「結合部位」と称す）の形状に基づき設計することが行われている。
【０００３】
タンパク質複合体は、一般に、構成タンパク質それぞれが、比較的近距離で働く非共有結合性の弱い相互作用によって、別の構成タンパク質と結合することで形成されていると考えられている。また、結合部位は、そのような相互作用に関連する構成タンパク質の部位である。したがって、近接する構成タンパク質の分子表面の幾何学的な相補性（凹凸のかみ合わせ等）や、電気的相補性（近接面における静電ポテンシャルの正負）を手がかりに探索することがよく行われている。
【０００４】
結合部位の決定を支援する技術として、タンパク質の３次元構造を計算機ディスプレイ上に表示する３−Ｄビューアが知られている。３−Ｄビューアでは、Ｘ線構造解析等によって得られたタンパク質の３次元構造データ（典型的には、タンパク質を構成する原子の種類と３次元座標上の位置を格納したファイル）に基づき、タンパク質の３次元構造をある方向から見た図を作成し、計算機ディスプレイ上に表示する。
【０００５】
タンパク質の３次元構造の表現モデルとしては、いくつかの種類が知られている。たとえば、タンパク質の形状を、３次元構造データによって求めた分子表面によって表現し、分子表面上の各点における静電ポテンシャルを色などによって表現（たとえば、正の電荷を青、負の電荷を赤で表現）するモデルである。
【０００６】
また、タンパク質の機能部位の形状と物性をデータベース化して提供しているｅＦ−ｓｉｔｅでは、この種のモデルによるタンパク質の３次元構造を表示する機能を備えたＰＤＢｊ  Ｖｉｅｗｅｒと呼ばれるツールが提供されている（たとえば、非特許文献１を参照。）。また、画素を構成要素として撮影画像を表示する技術や、タンパク質および核酸などの巨大分子の表面窪みを結合部位候補として、その結合部位と小分子リガンドとの結合可能な距離を用いて巨大分子におけるリガンドの結合ポケットボリュームを表示する技術も開示されている（たとえば、特許文献１，２を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２２９３６号公報
【特許文献２】特開２００９−５８４９９号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ｋｉｎｏｓｈｉｔａ，Ｋ．，ａｎｄ  Ｎａｋａｍｕｒａ，“ｅＦ−ｓｉｔｅ  ａｎｄ  ＰＤＢｊＶｉｅｗｅｒ：ｄａｔａｂａｓｅ  ａｎｄ  ｖｉｅｗｅｒ  ｆｏｒ  ｐｒｏｔｅｉｎ  ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  ｓｉｔｅｓ．”Ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ  ｖｏｌ．２０  ｎｏ．８  ２００４：ｐ．１３２９−１３３０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した従来技術では、複数のタンパク質が結合した複合体の３次元構造を表示した場合、タンパク質の近接する分子表面が、周囲の分子表面に隠れて見えなくなってしまうという問題があった。
【００１０】
図３８は、表示画面に表示されたタンパク質複合体の３次元形状モデルを示す説明図である。図３８において、Ｘ軸およびＸ軸に直交するＹ軸からなるＸＹ平面は表示画面Ｄに対応しており、Ｚ軸はＸＹ平面に直交して表示画面Ｄの奥行きを表現する。タンパク質複合体の３次元形状モデル１００は、抗体の３次元形状モデル１０１と抗原の３次元形状モデル１０２とが複合されたオブジェクトである。
【００１１】
タンパク質複合体の３次元形状モデル１００は、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸からなる３次元座標系を基準にして表示されている。図３８では、抗体の３次元形状モデル１０１および抗原の３次元形状モデル１０２が近接する分子表面が、周囲の分子表面に隠れて見えなくなってしまっている。
【００１２】
図３９は、タンパク質複合体の３次元形状モデル１００のユーザ操作による回転状態を示す説明図である。図３９では、抗体の３次元形状モデル１０１と抗原の３次元形状モデル１０２を別々の表示画面Ｄ１，Ｄ２に表示している。図３９において（Ａ）が回転前、（Ｂ）が回転後の状態を示している。抗体の３次元形状モデル１０１は、ユーザ操作により、Ｙ軸に平行な回転軸Ａｙ１により回転させられる。抗原の３次元形状モデル１０２は、ユーザ操作により、Ｙ軸に平行な回転軸Ａｙ２により回転させられる。
【００１３】
図３９に示したように、分子表面の電気的特徴を視認できるようにするためには、表示画面Ｄ１，Ｄ２のようにそれぞれの構成タンパク質を別々に表示しなければならなかった。また、（Ｂ）に示したように、近接する分子表面の電気的特徴が視認できる方向に回転させる場合、ユーザが適宜回転方向を指定しなければならなかった。
【００１４】
本開示技術は、上記を鑑みてなされたもので、表示対象と比較対象との間の結合に関わる可能性の高い表示対象の表面の特徴的な部分を視認しやすく表示することができる情報表示プログラム、情報表示装置、および情報表示方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本開示技術では、表示画面をＸ軸およびＹ軸からなるＸＹ平面とし、表示画面の奥行き方向を前記ＸＹ平面に直交するＺ軸とする３次元座標系として、前記表示画面にオブジェクトを表示する場合、表示対象となるオブジェクトの３次元構造データ、および、当該表示対象と近接または接触したオブジェクトである比較対象の３次元構造データの組み合わせとなる３次元構造データ対を取得し、取得された表示対象により特定される前記表示対象の表面のうち、前記比較対象により特定される前記比較対象の表面から所定距離以内となる表面を前記表示対象の表示面として抽出し、抽出された前記表示対象の表示面を構成する各頂点が有する特徴量に基づいて、前記頂点群の中から基準点を選択し、選択された基準点の法線を、当該基準点から前記表示画面に向かう方向に変換させる回転角を算出し、算出された回転角に応じて前記表示対象の表示面を構成する各頂点の座標を変換し、変換後における前記表示対象の表示面を、前記特徴量に基づいて前記表示画面に描画することを要件とする。
【発明の効果】
【００１６】
本開示技術によれば、表示対象と比較対象との間の結合に関わる可能性の高い表示対象の表面の特徴的な部分を視認しやすく表示することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施の形態の概要を示す説明図である。
【図２】実施の形態にかかる情報表示装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１にかかる情報表示装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図４】タンパク質複合体の３次元構造データを示す説明図である。
【図５−１】抗体の３次元構造データを示す説明図である。
【図５−２】抗原の３次元構造データを示す説明図である。
【図６】分子表面の特定を示す説明図である。
【図７−１】比較対象である抗体の分子表面をあらわす分子表面構造データを示す説明図である。
【図７−２】表示対象である抗原の分子表面をあらわす分子表面構造データを示す説明図である。
【図８】表示対象（抗原）の分子表面構造データの最短距離を保存した最短距離データを示す説明図である。
【図９】表示面構成データを示す説明図である。
【図１０】静電ポテンシャルの降順にソートした最近傍残基を示すテーブルである。
【図１１】基準点近傍の表示面における面法線ベクトルを示す平面図である。
【図１２】基準点近傍の表示面における頂点法線ベクトルを示す平面図である。
【図１３】実施の形態１にかかる回転表示後の抗原の３次元形状モデル例を示す説明図である。
【図１４】実施の形態１にかかる情報表示装置による情報表示処理手順を示すフローチャートである。
【図１５】図１４に示した表示面抽出処理（ステップＳ１４０３）の詳細な処理手順を示すフローチャートである。
【図１６】図１４に示した表示面回転表示処理（ステップＳ１４０４）の詳細な処理手順を示すフローチャートである。
【図１７】実施の形態２にかかる情報表示装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図１８】実施の形態２にかかる回転表示後のタンパク質の３次元形状モデル例を示す説明図である。
【図１９】実施の形態２にかかる情報表示装置による情報表示処理手順を示すフローチャートである。
【図２０】実施の形態３にかかる回転表示状態の表示画面例を示す説明図である。
【図２１】実施の形態３にかかる情報表示装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図２２】比較３次元構造データ対となる比較タンパク質複合体の３次元構造データを示す説明図である。
【図２３−１】基準表示対象である抗体の分子表面をあらわす分子表面構造データを示す説明図である。
【図２３−２】基準表示対象である抗体の分子表面の基準点をあらわす基準点データを示す説明図である。
【図２４−１】比較表示対象である抗体の分子表面をあらわす分子表面構造データを示す説明図である。
【図２４−２】比較表示対象である抗体の分子表面の基準点をあらわす基準点データを示す説明図である。
【図２５】多重配列アライメントの実行例を示す説明図である。
【図２６】基準表示対象に比較表示対象を重ね合わせた３次元モデル例を示す説明図である。
【図２７−１】基準表示対象である野生種の抗体の回転表示後の３次元モデル例を示す説明図である。
【図２７−２】比較表示対象である抗体の回転表示後の３次元モデル例を示す説明図である。
【図２８】実施の形態３にかかる情報表示装置による情報表示処理手順を示すフローチャートである。
【図２９】図２８に示した表示面連動回転表示処理（ステップＳ２８１０）の詳細な処理手順を示すフローチャートである。
【図３０】基準点とその周囲の同じ符号の静電ポテンシャルが形成する領域（「基準点領域」と称す）およびその外縁の重心と基準点が表示面における基準点の法線ベクトルを作成する実施例を示す説明図である。
【図３１】実施の形態１と実施の形態４との回転表示の違いを示す説明図である。
【図３２】図１４に示した表示面回転表示処理（ステップＳ１４０４）の実施の形態４における詳細な処理手順を示すフローチャートである。
【図３３】図３３に示した法線ベクトル生成処理（ステップＳ３３０２）の詳細な処理手順を示すフローチャートである。
【図３４】基準点領域の座標データの一例を示す説明図である。
【図３５】基準点領域の内縁領域の座標データの一例を示す説明図である。
【図３６】基準点領域の外縁の座標データの一例を示す説明図である。
【図３７】基準点領域の外縁の座標データを用いて計算された重心の座標データの一例を示す説明図である。
【図３８】図３８は、表示画面Ｄに表示されたタンパク質複合体の３次元形状モデルを示す説明図である。
【図３９】図３９は、タンパク質複合体の３次元形状モデルのユーザ操作による回転状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に添付図面を参照して、本開示技術の好適な実施の形態を詳細に説明する。本開示技術では、Ｘ軸およびＹ軸からなるＸＹ平面としＸＹ平面に直交する軸をＺ軸とする３次元視点座標系として、表示画面Ｄにオブジェクトを表示する。Ｚ軸の奥行き方向は視点座標からみた視線方向となり、その逆方向が反視線方向となる。本実施の形態では、オブジェクトをタンパク質の３次元形状モデルとして説明する。
【００１９】
図１は、本実施の形態の概要を示す説明図である。（Ａ）は図３０に示した状態と同一内容を示している。ここでは、抗原の３次元形状モデル１０２を表示対象とし、抗体の３次元形状モデル１０１を抗原の３次元形状モデル１０２の比較対象とする。抗原の３次元形状モデル１０２には、電気的特性である静電ポテンシャルに応じた着色が施されている。一方、抗体についても静電ポテンシャルがあるが、抗体の３次元形状モデル１０１は表示対象ではないため、静電ポテンシャルによる着色は施さないものとする。したがって、図１では、抗体の３次元形状モデル１０１は、輪郭のみを表示している。
【００２０】
（Ｂ）は、表示面Ｓｄの切り出しを示している。表示面Ｓｄとは、表示対象の分子表面のうち比較対象と結合可能な距離にある表示対象の部分的な分子表面である。分子表面は通常凹凸があるため表示面Ｓｄにも凹凸があるが、（Ｂ）では図面の簡略化のため凹凸までは表現していない。モデリングの際、分子表面の基準点座標とその法線を指定するためにモデリング座標系を用いている。ここでは、凸面上の基準点Ｐとその法線ベクトルｎを示している。凸面の法線ベクトルｎは分子内部に向かうので、視点Ｖを法線ベクトルｎの逆方向に定めている。一方、凹面では、基準点の法線ベクトルは分子外部に向かうので、視点Ｖを法線ベクトルと同方向に定める。
【００２１】
（Ｃ）は、表示対象である抗原の３次元形状モデル１０２の回転状態を示している。ここでは、回転軸Ａｒを回転軸として回転させている。モデリング座標系では原点を構造の重心に置き、鉛直上向きをｙ軸正方向とする設定をする場合が多い。タンパク質複合体として向かって右の表示である抗原の３次元形状モデル１０２の場合、原点を抗原の重心に置き、ｙ軸を回転軸Ａｒとして軸に向かって反時計回りに抗原を回転させている。回転角は、回転前の表示面と基準点の表示面がなす角度θを用いる。この２つの平面がなす角度θは選択した基準点の法線ベクトルと回転前の表示面の法線ベクトルがなす角度θと同等である。θ＜９０度ならば、凸面で、θを用いるが、θ＞９０度ならば、凹面で、法線が逆向きであるので、θ−１８０度を回転角として用いる。抗体の３次元形状モデル１０１を表示対象とする場合は、ｙ軸に向かって時計回りに抗体を回転させる。
【００２２】
（Ｄ）は、（Ｃ）による回転後の表示状態を示している。（Ｄ）では、表示面Ｓｄのみを着色して表示し、表示面Ｓｄ以外の分子表面については、着色は施されていない（施してもよいが、表示面Ｓｄとは区別できるように表示する）。これにより、（Ａ）の状態で抗体と結合可能な距離にある抗原の３次元形状モデル１０２の表示面Ｓｄがユーザに視認しやすい位置で表示することができる。ここでは抗原の３次元形状モデル１０２を表示対象としたが、抗体の３次元形状モデル１０１を表示対象とした場合も同様である。
【００２３】
（情報表示装置のハードウェア構成）
図２は、実施の形態（実施の形態１〜４共通）にかかる情報表示装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図２において、情報表示装置は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２０１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ‐Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）２０２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）２０３と、磁気ディスクドライブ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）２０４と、磁気ディスク２０５と、光ディスクドライブ２０６と、光ディスク２０７と、ディスプレイ２０８と、Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）２０９と、キーボード２１０と、マウス２１１と、スキャナ２１２と、プリンタ２１３と、を備えている。また、各構成部はバス２００によってそれぞれ接続されている。
【００２４】
ここで、ＣＰＵ２０１は、情報表示装置の全体の制御を司る。ＲＯＭ２０２は、ブートプログラムなどのプログラムを記憶している。ＲＡＭ２０３は、ＣＰＵ２０１のワークエリアとして使用される。磁気ディスクドライブ２０４は、ＣＰＵ２０１の制御にしたがって磁気ディスク２０５に対するデータのリード／ライトを制御する。磁気ディスク２０５は、磁気ディスクドライブ２０４の制御で書き込まれたデータを記憶する。
【００２５】
光ディスクドライブ２０６は、ＣＰＵ２０１の制御にしたがって光ディスク２０７に対するデータのリード／ライトを制御する。光ディスク２０７は、光ディスクドライブ２０６の制御で書き込まれたデータを記憶したり、光ディスク２０７に記憶されたデータをコンピュータに読み取らせたりする。
【００２６】
ディスプレイ２０８は、カーソル、アイコンあるいはツールボックスをはじめ、文書、画像、機能情報などのデータを表示する。このディスプレイ２０８は、たとえば、ＣＲＴ、ＴＦＴ液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイなどを採用することができる。
【００２７】
インターフェース（以下、「Ｉ／Ｆ」と略する。）２０９は、通信回線を通じてＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、インターネットなどのネットワーク２１４に接続され、このネットワーク２１４を介して他の装置に接続される。そして、Ｉ／Ｆ２０９は、ネットワーク２１４と内部のインターフェースを司り、外部装置からのデータの入出力を制御する。Ｉ／Ｆ２０９には、たとえばモデムやＬＡＮアダプタなどを採用することができる。
【００２８】
キーボード２１０は、文字、数字、各種指示などの入力のためのキーを備え、データの入力をおこなう。また、タッチパネル式の入力パッドやテンキーなどであってもよい。マウス２１１は、カーソルの移動や範囲選択、あるいはウィンドウの移動やサイズの変更などをおこなう。ポインティングデバイスとして同様に機能を備えるものであれば、トラックボールやジョイスティックなどであってもよい。
【００２９】
スキャナ２１２は、画像を光学的に読み取り、情報表示装置内に画像データを取り込む。なお、スキャナ２１２は、ＯＣＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒ  Ｒｅａｄｅｒ）機能を持たせてもよい。また、プリンタ２１３は、画像データや文書データを印刷する。プリンタ２１３には、たとえば、レーザプリンタやインクジェットプリンタを採用することができる。
【００３０】
＜実施の形態１＞
以下、本開示技術の実施の形態１〜４について順次説明する。実施の形態１では、図１に示した本開示技術の基本的構成を示す。実施の形態１では、複合体を形成している２つのタンパク質（抗原と抗体）について、一方のタンパク質を表示対象、他方のタンパク質を比較対象とする。そして、表示対象の分子表面Ｓから表示面Ｓｄを切り出す。このあと、切り出された表示面Ｓｄを構成する各頂点が有する特徴量に基づいて、頂点群の中から基準点を選択する。これにより、選択された基準点の法線ベクトルが表示面Ｓｄの法線ベクトルｎとなるため、法線ベクトルｎを反視線方向に方向転換することで、表示面Ｓｄを表示する。
【００３１】
（情報表示装置の機能的構成）
図３は、実施の形態１にかかる情報表示装置の機能的構成を示すブロック図である。情報表示装置３００は、取得部３０１と、抽出部３０２と、選択部３０３と、生成部３０４と、設定部３０５と、回転角算出部３０６と、変換部３０７と、描画部３０８と、を含む構成である。この制御部となる機能（取得部３０１〜描画部３０８）は、具体的には、たとえば、図２に示したＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、磁気ディスク２０５、光ディスク２０７などの記憶装置に記憶されたプログラムをＣＰＵ２０１に実行させることにより、または、Ｉ／Ｆ２０９により、その機能を実現する。
【００３２】
取得部３０１は、表示対象となる３次元構造データおよび当該表示対象と比較される比較対象となる３次元構造データの組み合わせとなる３次元構造データ対を取得する機能を有する。ここで、３次元構造データ対とは、上述した表示面Ｓｄを表示させる表示対象と表示対象と比較される比較対象の３次元構造データである。
【００３３】
表示対象および比較対象の３次元形状モデルは、それぞれの３次元構造データを元にして生成される。実施の形態１では、３次元構造データ対として、タンパク質複合体に関する３次元構造データを例に挙げて説明する。タンパク質複合体の構成タンパク質群のうち一方（たとえば、抗体）を比較対象、他方（たとえば、抗原）を表示対象とする。
【００３４】
図４は、タンパク質複合体の３次元構造データを示す説明図である。図４において、タンパク質複合体の３次元構造データ４００は、レコード種別、原子識別番号、原子名、残基名、鎖名、残基識別番号、座標をフィールド項目としてタンパク質複合体の構成要素ごとにレコード化されている。
【００３５】
レコード種別とは、構成要素を示すレコードの種別である。ここでは、レコード種別は原子であるため、「ＡＴＯＭ」となっている。したがって、レコード種別が「ＡＴＯＭ」であるレコードは、原子を構成要素とするレコードである。原子識別番号とは、レコードごとに固有の識別番号である。原子名とは、そのレコードにより特定される原子の名称である。残基名とは、そのレコードにより特定される原子を含むアミノ酸残基の名称である。
【００３６】
鎖名とは、タンパク質の基本構成単位であるペプチド鎖（アミノ酸がペプチド結合で鎖状に連結された高分子）を識別する名称であり、例えば、２つのペプチド鎖からなるタンパク質では、Ａ鎖、Ｂ鎖のように命名される。残基識別番号とは、アミノ酸残基に固有な識別番号である。座標とは、特定の位置（たとえば、そのタンパク質複合体の重心やいずれか一方の構成タンパク質の重心など）を原点とする３次元のモデリング座標系における原子の位置情報である。視点座標系で表現する場合は既知の座標変換をおこなえばよい。
【００３７】
入力データとして、図４に示したタンパク質複合体の３次元構造データ４００が入力されると、鎖名により、抗体の３次元構造データと抗原の３次元構造データとに分離する。これにより、３次元構造データ対が取得されることとなる。抗体と抗原の分離は、タンパク質複合体の３次元構造データ４００中、鎖名により分離する。図４に示したタンパク質複合体の３次元構造データ４００では、Ａ鎖およびＢ鎖のレコードが抗体（比較対象）、Ｃ鎖のレコードが抗原（表示対象）として分離される。
【００３８】
図５−１は、抗体（比較対象）の３次元構造データを示す説明図であり、図５−２は、抗原（表示対象）の３次元構造データを示す説明図である。図５−１に示した抗体の３次元構造データ５０１は、図４のタンパク質複合体の３次元構造データ４００のうちＡ鎖およびＢ鎖のデータであり、図５−２に示した抗原の３次元構造データ５０２は、図４のタンパク質複合体の３次元構造データ４００のうちＣ鎖のデータである。
【００３９】
ここでは、タンパク質複合体の３次元構造データ４００を抗体と抗原に分離することで、抗体と抗原の３次元構造データ対（５０１，５０２）を取得することとしたが、すでに分離済みの抗体と抗原の３次元構造データ対と位置関係データを取得することとしてもよい。また、タンパク質複合体に限らず、任意の２つのタンパク質の３次元構造データ対と位置関係データを取得することとしてもよい。
【００４０】
抽出部３０２は、図１に示したように、表示対象（抗原）の表示面Ｓｄを取得する機能を有する。具体的には、取得部３０１によって取得された表示対象により特定される表示対象の表面のうち、比較対象により特定される比較対象の表面から所定距離以内となる表面を表示対象の表示面Ｓｄとして抽出する。本機能は、図１の（Ｂ）に示した機能であり、たとえば、表示対象である抗原の分子表面のうち、比較対象である抗体の分子表面から所定距離以内となる表面を、表示対象である抗原の表示面Ｓｄとして切り出す。ここで、分子表面について説明する。
【００４１】
図６は、分子表面の特定を示す説明図である。分子表面Ｓは、たとえば、タンパク質内の原子がファンデルワールス半径を持つ剛体球であるとして、その外側を水分子（通常半径１．４［Å］の剛体球）と接する内接面として定義される。また、ファンデルワールス半径とは、原子ごとに定められた剛体球の半径で、各原子の電子雲の広がりを示す。ファンデルワールス半径は、一般に、低分子のＸ線結晶解析から得られる原子間の結合長や接触距離から推計される。分子表面Ｓは、既知の計算手法により特定可能であるため、その説明を省略する（たとえば、後述の非特許文献２に記載された計算方法により計算すればよい）。実施の形態１では、図５−１、図５−２に示した各３次元構造データ５０１，５０２の各レコードにより特定される原子や座標により、分子表面Ｓを構成するポリゴンの頂点座標が特定される。
【００４２】
図７−１は、比較対象である抗体の分子表面Ｓをあらわす分子表面構造データを示す説明図であり、図７−２は、表示対象である抗原の分子表面Ｓをあらわす分子表面構造データを示す説明図である。図７−１および図７−２において、分子表面構造データ７０１，７０２は、分子表面Ｓを構成するポリゴンの頂点ごとに、その頂点座標とその頂点における静電ポテンシャルをフィールド項目としてレコード化されている。なお、これらの図に記載した分子表面Ｓを構成するポリゴンの頂点の座標データは、下記非特許文献２に記載された計算方法により計算した結果である。
【００４３】
・非特許文献２
Ｓａｎｎｅｒ，Ｍ．Ｆ．，Ｏｌｓｏｎ，Ａ．Ｊ．，ａｎｄ  Ｓｐｅｈｎｅｒ，Ｊ．Ｃ．“Ｒｅｄｕｃｅｄ  ｓｕｒｆａｃｅ：ａｎ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｗａｙ  ｔｏ  ｃｏｍｐｕｔｅ  ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｓｕｒｆａｃｅｓ．”  Ｂｉｏｐｏｌｙｍｅｒｓ，Ｖｏｌ．３８（３）：３０５−３２０（１９９６），Ｐ．１−２８
【００４４】
静電ポテンシャルとは、タンパク質中で部分電荷を持つ各原子間のクーロンポテンシャルの和で表される電気的特性であり、抽出部３０２により計算される。静電ポテンシャルの計算手法も既知であるため、その説明を省略するが、たとえば、下記の２つの非特許文献３，４により計算すればよい。最近傍原子は、対応する頂点からの最近傍に位置する原子の識別番号である。最近傍原子をキーにすることで、図５−１および図５−２に示したレコードからその原子により構成されるアミノ酸残基を特定することができる。なお、実施の形態１では、表示対象の分子表面Ｓ上の静電ポテンシャルのみ計算すればよいが、図７−１では、実施の形態２で使用する比較対象の分子表面Ｓ上の静電ポテンシャルについても計算した結果を示してある。
【００４５】
・非特許文献３
Ｒｏｃｃｈｉａ，Ｗ．；Ｎｅｓｈｉｃｈ，Ｇ．“Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ｂｉｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ−ｃｒｅａｔｉｎｇ  ａ  ｄａｔａｂａｓｅ  ｏｆ  ｐｒｅ−ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ  ｖａｌｕｅｓ
ｒｅｐｏｒｔｅｄ  ｏｎ  ａ  ｐｅｒ  ｒｅｓｉｄｕｅ  ｂａｓｉｓ  ｆｏｒ  ａｌｌ
ＰＤＢ  ｐｒｏｔｅｉｎ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ．”  Ｇｅｎｅｔ．Ｍｏｌ．Ｒｅｓ．，６（４）：９２３−９３６（２００７），Ｐ．９２３−９３６
【００４６】
・非特許文献４
Ｂ．Ｚ．Ｌｕ，Ｙ．Ｃ．Ｚｈｏｕ，Ｍｉｃｈａｅｌ  Ｊ．Ｈｏｌｓｔ，  ａｎｄ  Ｊ．Ａ．ＭｃＣａｍｍｏｎ．“Ｒｅｃｅｎｔ  ｐｒｏｇｒｅｓｓ  ｉｎ  ｎｕｍｅｒｉｃａｌ
ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｐｏｉｓｓｏｎ−Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ  ｅｑｕａｔｉｏｎ  ｉｎ  ｂｉｏｐｈｙｓｉｃａｌ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．”  Ｃｏｍｍｕｎ．  ｉｎ  Ｃｏｍｐｕｔ．  Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．３（５）：９７３−１００９（２００８），Ｐ．９７３−１００９
【００４７】
抽出部３０２は、比較対象（抗体）と表示対象（抗原）の分子表面Ｓが分子表面構造データ７０１，７０２として特定されると、表示対象の分子表面構造データの各レコードの頂点座標に対して、比較対象の分子表面Ｓとの最短距離を算出する。具体的には、たとえば、表示対象の分子表面構造データ７０２から頂点座標を１つ選択し、比較対象の分子表面Ｓを構成するポリゴンの各頂点座標との距離を算出する。そして、算出された距離のうち最短距離のみを保存する。この処理を表示対象の分子表面構造データ７０２の全レコードについて実行する。
【００４８】
図８は、表示対象（抗原）の分子表面構造データ７０２の最短距離を保存した最短距離データを示す説明図である。図８に示した最短距離データ８００では、図７−２に示した表示対象（抗原）の分子表面構造データに最短距離がフィールド項目として追加されている。抽出部３０２は、最短距離データ８００の中から、最短距離が比較対象と結合可能な所定距離（たとえば、１．２［Å］）以下となるレコードを抽出する。抽出されたレコード群により特定される部分的な分子表面Ｓが表示面Ｓｄとして抽出されることとなる。
【００４９】
図９は、表示面構成データを示す説明図である。図９に示した表示面構成データ９００は、図８に示した最短距離データ８００のうち最短距離が所定距離（たとえば、１．２［Å］）以下となるレコードの集合である。
【００５０】
図３において、選択部３０３は、抽出部３０２によって抽出された表示対象の表示面Ｓｄを構成する各頂点が有する特徴量に基づいて、頂点群の中から、着目すべき特徴を持つ点を、基準点として選択する機能を有する。ここで、表示面Ｓｄを構成する各頂点が有する特徴量とは、上述した静電ポテンシャルのように頂点に与えられた特徴情報である。
【００５１】
以降、静電ポテンシャルの絶対値が最大である頂点を基準点として選択する場合を例に説明するが、静電ポテンシャルの絶対値が上位ｎ番目までの大きさの頂点を抽出して表示画面Ｄに表示させ、上位ｎ番目までの大きさの頂点の中からユーザ操作により選択させることとしてもよい。また、選択された基準点候補の最近傍にある非共有結合の形成に関わる可能性のある残基（たとえば、極性のあるアミノ酸残基）または原子（たとえば、窒素や酸素）が同一の候補は、絶対値が最大のもののみを残して削除することとしてもよい。
【００５２】
図１０は、静電ポテンシャルの降順にソートした最近傍残基を示すテーブルである。図１０では、図９に示した表示面構成データ９００において、静電ポテンシャルの降順にソートしている。選択部３０３では、図１０に示したテーブルを参照して基準点を選択することができる。
【００５３】
生成部３０４は、選択部３０３によって選択された基準点の法線を生成する機能を有する。具体的には、基準点の頂点法線ベクトルｎを求める。たとえば、まず、基準点を頂点とする各ポリゴンの面法線ベクトルを求める。そして、各面法線ベクトルを足し合わせて正規化する。これにより、基準点の頂点法線ベクトルｎが生成されることとなる。
【００５４】
図１１は、基準点近傍の表示面Ｓｄにおける面法線ベクトルを示す平面図である。図１１中、３角形の図形は表示面Ｓｄを構成するポリゴンであり、丸図形はポリゴンの頂点である。特に、黒丸が基準点である。ポリゴン上の矢印はポリゴンの面法線ベクトルである。
【００５５】
図１２は、基準点近傍の表示面Ｓｄにおける頂点法線ベクトルを示す平面図である。図１１に示した各面法線ベクトルを足し合わせて正規化することで、基準点の頂点法線ベクトルが得られる。図１２中、点線矢印が基準点の頂点法線ベクトルである。
【００５６】
設定部３０５は、生成部３０４によって生成された基準点の法線を反視線方向に方向転換させる回転軸を設定する機能を有する。具体的には、原点を構造の重心に置き、鉛直上向きをｙ軸正方向とするモデリング座標系のｙ軸を回転軸に設定する。
【００５７】
回転角算出部３０６は、生成部３０４によって生成された基準点の法線ベクトルｎを反視線方向に方向転換させる回転角θを算出する機能を有する。具体的には、基準点の頂点法線ベクトルｎと回転前の表示面の法線ベクトルとの内積を求めることにより、頂点法線ベクトルｎと回転前の表示面の法線ベクトルとのなす角を回転角θとして求めることができる。
【００５８】
変換部３０７は、表示対象の表示面Ｓｄを構成する各頂点の座標値を、回転角算出部３０６によって算出された回転角θにより基準点の法線ベクトルｎが反視線方向に方向転換されたときの座標値に変換する機能を有する。具体的には、たとえば、表示面Ｓｄを構成するポリゴンの各頂点の座標値を、回転軸回りに回転角θ分回転させる回転行列により、座標変換する。この座標変換は、表示面Ｓｄを構成するポリゴンの各頂点のほか、分子表面Ｓのポリゴンを構成する各頂点や、分子表面Ｓの生成元となる分子表面Ｓからの最近傍の原子の座標値についても実行してもよい。
【００５９】
３Ｄグラフィックスにおいて、プログラムからグラフィックスハードウェアを制御するために使用するアプリケーションプログラムインタフェース（ＡＰＩ）のひとつである、ＯｐｅｎＧＬ（ｈｔｔｐ：//ｗｗｗ．ｏｐｅｎｇｌ．ｏｒｇ/（２０１０年３月８日検索））を利用する例を示す。以下の座標変換の４つのプロセスをハードウェア上で実現できる。
【００６０】
１．図形の空間中での位置を決める「モデリング変換」
２．その空間を視点から見た空間に直す「ビューイング（視野）変換」
３．その空間をコンピュータ内の空間にあるスクリーンに投影する「透視変換」
４．スクリーン上の図形をディスプレイ上の表示領域に切り出す「ビューポート変換」
【００６１】
また、アニメーション（繰り返し）描画を行うには, 描画の度に座標変換の行列を設定する必要があるが、このハードウェア上で実現できる。
【００６２】
描画部３０８は、変換部３０７による変換後における視線方向からの表示対象の表示面Ｓｄを、特徴量に基づいて表示画面Ｄに描画する機能を有する。具体的には、たとえば、変換後における表示面Ｓｄを構成するポリゴンを描画する。ポリゴンの面には、静電ポテンシャルに応じた色を描画する。表示面Ｓｄ以外の分子表面Ｓには着色をする必要はない（または、黒／白一色とする）。また、表示対象の輪郭は描画してもよい。描画部３０８では、たとえば、表示面Ｓｄの構造データおよび着色データを不図示の描画デバイスに渡し、描画デバイスがＶＲＡＭ（ビデオＲＡＭ）に書き込むことで、表示画面Ｄに回転処理後の表示面Ｓｄおよびその静電ポテンシャルを表示することとなる。
【００６３】
また、描画部３０８では、上述したように表示面Ｓｄを構成する頂点について描画しているが、表示面Ｓｄに代えて、表示面Ｓｄを構成する頂点の最近傍原子を描画することとしてもよい。具体的には、たとえば、最近傍の原子は、図９に示した表示面構成データ９００の最近傍原子項目により特定できる。これにより、最近傍原子により構成されるアミノ酸残基も特定できるため、最近傍アミノ酸残基を描画することができる。
【００６４】
図１３は、実施の形態１にかかる回転表示後の表示画面例を示す説明図である。図１３においては、一方のタンパク質である抗原の表示面構成データ９００に関する３次元モデル１３０２が実施の形態１で示した処理により回転表示されており、図１０に示した候補番号１の基準点Ｐも表示されている。
【００６５】
（情報表示装置による情報表示処理手順）
図１４は、実施の形態１にかかる情報表示装置による情報表示処理手順を示すフローチャートである。まず、取得部３０１により、３次元構造データ対となるタンパク質複合体の３次元構造データ４００を取得する（ステップＳ１４０１）。取得されたタンパク質複合体の３次元構造データ４００は表示対象の３次元構造データと比較対象の３次元構造データとに分離される。
【００６６】
そして、分離された表示対象の３次元構造データと比較対象の３次元構造データについて、分子表面Ｓを算出する（ステップＳ１４０２）。分子表面Ｓを算出すると、表示対象の分子表面Ｓと比較対象の分子表面Ｓについて、表示面抽出処理（ステップＳ１４０３）を実行する。これにより、表示対象の分子表面Ｓから表示面Ｓｄが切り出されることとなる。このあと、切り出された表示面Ｓｄについて、表示面回転表示処理（ステップＳ１４０４）を実行する。これにより、ユーザが視認し易い方向から見た表示面Ｓｄを表示することができる。
【００６７】
図１５は、図１４に示した表示面抽出処理（ステップＳ１４０３）の詳細な処理手順を示すフローチャートである。まず、表示対象の分子表面Ｓについて静電ポテンシャルを計算し（ステップＳ１５０１）、表示対象の分子表面Ｓを構成するポリゴンの頂点群のうち未処理の頂点があるか否かを判断する（ステップＳ１５０２）。
【００６８】
未処理の頂点がある場合（ステップＳ１５０２：Ｙｅｓ）、未処理の頂点を１つ選択する（ステップＳ１５０３）。そして、比較対象の分子表面Ｓを構成するポリゴンの各頂点から選択頂点までの距離を計算し、そのうち最も短い距離を最短距離とする（ステップＳ１５０４）。このあと、最短距離がしきい値以内か否かを判断する（ステップＳ１５０５）。
【００６９】
しきい値以内である場合（ステップＳ１５０５：Ｙｅｓ）、選択頂点を表示面構成データとして保存して（ステップＳ１５０６）、ステップＳ１５０２に移行する。一方、しきい値以内でない場合（ステップＳ１５０５：Ｎｏ）、ステップＳ１５０２に移行する。ステップＳ１５０２において、未処理の頂点がない場合（ステップＳ１５０２：Ｎｏ）、表示面回転表示処理（ステップＳ１４０４）に移行する。
【００７０】
図１６は、図１４に示した表示面回転表示処理（ステップＳ１４０４）の詳細な処理手順を示すフローチャートである。まず、選択部３０３により基準点Ｐを選択し（ステップＳ１６０１）、選択された基準点Ｐの頂点法線ベクトルを生成部３０４により生成する（ステップＳ１６０２）。そして、設定部３０５により回転軸を設定し（ステップＳ１６０３）、回転角算出部３０６により、頂点法線ベクトルを反視線方向のベクトルに向けさせるための回転角を算出する（ステップＳ１６０４）。
【００７１】
このあと、変換部３０７により、表示面構成データ内の頂点の座標値を、回転軸回りに回転角分頂点法線ベクトルを回転させた場合の座標値に変換する（ステップＳ１６０５）。そして、描画部３０８により変換後の表示面Ｓｄおよびその静電ポテンシャルの色を描画する（ステップＳ１６０６）。これにより、ユーザが視認し易い方向から見た表示面Ｓｄが表示されることとなる。
【００７２】
このように、実施の形態１では、表示面Ｓｄの切り出し（抽出）により、結合に関与する可能性のある分子表面Ｓ（表示面Ｓｄ）のみが選択的に表示される。したがって、強い静電ポテンシャルを帯びているが、結合先との位置関係で相互作用に関わる可能性のない部分を、結合部位と誤認識する危険性を低減することができる。
【００７３】
また、着目すべき電気特性を持つ分子表面Ｓの部分（基準点Ｐの近傍の表示面Ｓｄ）の電気的特性が、自動的にユーザの視線に正対する向きで描画される。したがって、タンパク質結合に強く関わる可能性が高い分子表面Ｓの部分の電気的特性を容易に観察することができる。
【００７４】
＜実施の形態２＞
つぎに、実施の形態２について説明する。実施の形態１では、一方のタンパク質を表示対象、他方のタンパク質を比較対象とし、表示対象の分子表面Ｓから表示面Ｓｄを切り出して、表示面Ｓｄを回転表示させる構成について説明した。これに対し、実施の形態２では、さらに、実施の形態１の他方のタンパク質を表示対象、実施の形態１の一方のタンパク質を比較対象とし、表示対象の分子表面Ｓから表示面Ｓｄを切り出して、表示面Ｓｄを回転表示させる。そして、それぞれのタンパク質の表示面Ｓｄを構成する各頂点の特徴量に基づいて選択した基準点の間の距離を計算して、回転表示後の各表示面Ｓｄとともに表示させる。なお、実施の形態１と同一箇所には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００７５】
（情報表示装置の機能的構成）
図１７は、実施の形態２にかかる情報表示装置の機能的構成を示すブロック図である。実施の形態２では、実施の形態１で示した機能に、さらに指定部１７０１と距離算出部１７０２とを追加した構成である。指定部１７０１および距離算出部１７０２も、具体的には、たとえば、図２に示したＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、磁気ディスク２０５、光ディスク２０７などの記憶装置に記憶されたプログラムをＣＰＵ２０１に実行させることにより、または、Ｉ／Ｆ２０９により、その機能を実現する。
【００７６】
指定部１７０１は、任意の３次元構造データ対のうち一方（たとえば抗原）の３次元構造データを表示対象、他方（たとえば抗体）の３次元構造データを比較対象に指定する第１の指定をおこなう機能を有する。また、第１の指定とは逆に、第１の指定における比較対象（抗体）の３次元構造データを表示対象、他方（抗原）の３次元構造データを比較対象に指定する第２の指定をおこなう機能を有する。
【００７７】
具体的には、たとえば、取得部３０１で取得した３次元構造データ対について、抗原を表示対象とする第１の指定に基づいて、抽出部３０２から描画部３０８までの一連の処理を実行するとともに、抗体を表示対象とする第２の指定に基づいて、抽出部３０２から描画部３０８までの一連の処理を実行する。
【００７８】
ここで、抽出部３０２は、第１の指定または第２の指定がなされると、指定により表示対象と比較対象を決定/変更してから、実施の形態１で説明した処理を実行する。これにより、一方の３次元構造データを表示対象とした場合の表示面Ｓｄをユーザの視認し易い方向から描画できるとともに、他方の３次元構造データを表示対象とした場合の表示面Ｓｄをユーザの視認し易い方向から描画できる。
【００７９】
また、距離算出部１７０２は、第１の指定について選択部３０３によって選択された基準点Ｐ１と、第２の指定について選択部３０３によって選択された基準点Ｐ２との基準点間距離を算出する機能を有する。具体的には、たとえば、抗原を表示対象とする第１の指定で得られた基準点Ｐ１の座標値を（ｘ１，ｙ１，ｚ１）とし、抗体を表示対象とする第２の指定で得られた基準点Ｐ２の座標値を（ｘ２，ｙ２，ｚ２）とすると、下記式（１）により基準点間距離ｄを算出することができる。
【００８０】
ｄ＝√｛（ｘ２−ｘ１）２＋（ｙ２−ｙ１）２＋（ｚ２−ｚ１）２｝・・・（１）
【００８１】
描画部３０８では、回転表示後の表示面Ｓｄについて、基準点Ｐ１と基準点Ｐ２を結ぶ線を描画するとともに、基準点間距離ｄの値も描画する。
【００８２】
図１８は、実施の形態２にかかる回転表示後のタンパク質の３次元形状モデル例を示す説明図である。図１８においては、一方のタンパク質（抗体）の３次元形状モデル１８０１と他方のタンパク質（抗原）の３次元形状モデル１８０２とが実施の形態１で示した処理により回転表示されており、それぞれの基準点Ｐ１，Ｐ２を結ぶ線と基準点間距離ｄも表示されている。
【００８３】
（情報表示装置による情報表示処理手順）
図１９は、実施の形態２にかかる情報表示装置による情報表示処理手順を示すフローチャートである。
【００８４】
まず、取得部３０１により３次元構造データ対を取得して（ステップＳ１９０１）、指定部１７０１により第１の指定処理を実行する（ステップＳ１９０２）。ここでは、たとえば、抗原の３次元構造データを表示対象、他方（抗体）の３次元構造データを比較対象とする。このあと、第１の指定の表示対象および比較対象について、表示面抽出処理（ステップＳ１９０３）および表示面回転表示処理（ステップＳ１９０４）を実行する。
【００８５】
表示面抽出処理（ステップＳ１９０３）は、図１４および図１５に示した表示面抽出処理（ステップＳ１４０３）と同じ処理であり、表示面回転表示処理（ステップＳ１９０４）は、図１４および図１６に示した表示面回転表示処理（ステップＳ１４０４）と同じ処理である。
【００８６】
そして、第２の指定が終了しているか否かを判断する（ステップＳ１９０５）。終了していない場合（ステップＳ１９０５：Ｎｏ）、指定部１７０１により、表示対象・比較対象を第１の指定とは逆に指定する第２の指定処理を実行する（ステップＳ１９０６）。ここでは、たとえば、第１の指定で比較対象であった抗体の３次元構造データを表示対象、もう一方（抗原）の３次元構造データを比較対象とする。このあと、第２の指定の表示対象および比較対象について、表示面抽出処理（ステップＳ１９０３）および表示面回転表示処理（ステップＳ１９０４）を実行する。
【００８７】
ステップＳ１９０５において、第２の指定が終了した場合（ステップＳ１９０５：Ｙｅｓ）、距離算出部１７０２により基準点間距離を算出する（ステップＳ１９０７）。そして、描画部３０８により距離情報（基準点間距離ｄの値や基準点Ｐ１，Ｐ２を結ぶ矢印）を表示する（ステップＳ１９０８）。
【００８８】
このように、実施の形態２によれば、近接する構成タンパク質について、相互作用に関わる可能性が高い分子表面Ｓの部分（それぞれの基準点Ｐの近傍）を対置し、かつ、その間の距離を添えて表示することができる。したがって、ユーザは、非共有結合性の相互作用が形成されている可能性が高いかを容易に判断することができる。
【００８９】
＜実施の形態３＞
つぎに、実施の形態３について説明する。実施の形態３では、表示対象が共通する複数の３次元構造データ対を用意し、１つを基準３次元構造データ対とし、残余を比較３次元構造データ対とする。そして、基準３次元構造データ対の表示対象（以下、「基準表示対象」）および比較３次元構造データ対の表示対象（以下、「比較表示対象」）の電気的特性が施された各表示面Ｓｄを、ほぼ同方向からの透視図となるように一堂に表示させる。さらに、基準３次元構造データ対の表示対象に連動して比較３次元構造データ対の表示対象を回転表示させる。
【００９０】
この実施の形態は、たとえば、ある抗体に結合する野生種の抗原に関し、その抗体との結合性がさらに強い変異体抗原を見出す場合に、有用である。すなわち、このような場合、それぞれの抗原が抗体のどの部位に結合するかが、作用の強さを推測する大きな手がかりとなるが、抗体を表示対象として、本実施の形態を適用することで、抗原の違いに由来する結合部位の変化や、抗体の重要な部分構造に強く結合する可能性の高い抗原の特定などが容易になる。
【００９１】
以下、この場合を例に、実施の形態をより詳細に説明する。具体的には、抗体タンパク質および野生種の抗原タンパク質を有するタンパク質複合体の３次元構造データ４００を「基準３次元構造データ対」とし、同一種の抗体タンパク質および変異体抗原タンパク質を有するタンパク質複合体の３次元構造データ４００を、「比較３次元構造データ対」とする例で説明する。
【００９２】
なお、これらの３次元構造データ対における抗体タンパク質は、基本的に同一のタンパク質であるが、一般に、同一種のタンパク質でも完全にアミノ酸配列が一致するとは限らないことから、以降の説明では、各抗体タンパク質も、部分的にアミノ酸配列が異なっていることを想定している。具体的には、後述の判定部２１０１と探索部２１０２で、基準表示対象と比較表示対象のアミノ酸配列の共通部（位置合わせ用部分鎖）を求め、共通部に対応する部分構造が重なるように比較表示対象の配置位置を計算していることが、この想定に由来する。
【００９３】
実施の形態３では、各３次元構造データ対の表示対象（ここでは、抗体）について表示面Ｓｄとその電気的特性を表示させることにより、それぞれの抗原タンパク質が抗体タンパク質に結合した場合の、抗体側の結合部位（電気的特性により非共有結合性の相互作用が形成されている可能性の高いと判断される抗体の表示面Ｓｄの部分）を、ほぼ同じ方向から一度に視認できるようになる。
【００９４】
すなわち、例えば、野生種の抗原が結合した場合（基準３次元構造データの場合）と、変異体抗原が結合した場合（比較３次元構造データの場合）で、抗体側の結合部位や、結合部位の周辺の電気特性がどのように異なるかを一覧し、効率的に比較できるようになる。したがって、抗原タンパク質の違いに由来する、抗体タンパク質側の結合部位の変化や、抗体の重要な部分構造に強く結合する可能性の高い抗原などを容易に特定できるようになる。
【００９５】
図２０は、実施の形態３にかかる回転表示状態の表示画面例を示す説明図である。図２０中、左側の第１表示領域２００１には、基準表示対象の３次元モデルを表示している。黒以外の着色が施されている領域が電気的特性として着色された表示面Ｓｄである。左肩の文字列ＷＴは、表示対象の３次元モデルに結合している抗原タンパク質が野生種（ワイルドタイプ）であることを示している。また、左肩の文字列（Ｌｙｓ９６）は、表示対象の３次元モデルに結合している抗原タンパク質で変異を入れる部分のアミノ酸配列を示している。
【００９６】
なお、図２０の表示領域２００１，２００２は、図１に示した視点を原点０とする３次元の視点座標系を用いている。そして、基準表示対象の重心をＺ軸上の所定の位置としている。
【００９７】
一方、右側の第２表示領域２００２には、比較表示対象の３次元モデルを表示している。黒以外の着色が施されている領域が電気的特性として着色された表示面Ｓｄである。各比較表示対象の３次元モデルの左肩の文字列は、各表示対象（抗体）に相互作用している抗原タンパク質のアミノ酸配列の内、変異したアミノ酸配列を示す名称を示している。比較表示対象は、基準表示対象と同一の視点座標系に配置されており、基準表示対象の回転角により回転表示される。また、比較表示対象の回転軸は、基準表示対象の回転軸をそのまま流用してもよく、比較表示対象から求めてもよい。なお、実施の形態１と同一箇所には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００９８】
（情報表示装置の機能的構成）
図２１は、実施の形態３にかかる情報表示装置の機能的構成を示すブロック図である。実施の形態３では、実施の形態１で示した機能に、さらに判定部２１０１と探索部２１０２とを追加した構成である。判定部２１０１および探索部２１０２も、具体的には、たとえば、図２に示したＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、磁気ディスク２０５、光ディスク２０７などの記憶装置に記憶されたプログラムをＣＰＵ２０１に実行させることにより、または、Ｉ／Ｆ２０９により、その機能を実現する。また、取得部３０１〜描画部３０８の機能は実施の形態１と同様であるが、異なる点のみ説明する。
【００９９】
取得部３０１は、実施の形態１で示した取得処理を、基準３次元構造データ対と比較３次元構造データ対それぞれについておこなう。比較３次元構造データ対とは、表示対象が基準３次元構造データ対と同一であり比較対象が異なる３次元構造データ対である。
【０１００】
図２２は、比較３次元構造データ対となる比較タンパク質複合体の３次元構造データを示す説明図である。比較タンパク質複合体の３次元構造データ２２００では、フィールド項目については図４と同一である。なお、基準３次元構造データ対の表示対象を「基準表示対象」とし、比較３次元構造データ対の表示対象を「比較表示対象」とする。
【０１０１】
たとえば、基準表示対象を抗体、その比較対象を抗原とすると、比較表示対象も基準表示対象と同一種の抗体となる。一方、比較表示対象の比較対象は、基準３次元構造データ対の比較対象である抗原の一部のアミノ酸が置き換わった変異体である。また、抽出部３０２、選択部３０３および生成部３０４は、実施の形態１で示した抽出処理、選択処理および生成処理を、基準表示対象と比較表示対象それぞれについておこなう。なお、前述のように、基準表示対象の抗体と比較表示対象の抗体は、基本的には、同一のタンパク質であるが、アミノ酸配列としては（主要な機能に関わる部分以外の部分で）部分的に異なっていても構わない。
【０１０２】
図２３−１は、基準表示対象である抗体の分子表面Ｓをあらわす分子表面構造データを示す説明図である。分子表面構造データ２３０１において、フィールド項目については図７−１および図７−２と同一である。図２３−２は、基準表示対象である抗体の分子表面Ｓの基準点をあらわす基準点データを示す説明図である。基準点データ２３０２は、基準表示対象である抗体の分子表面Ｓの基準点の座標値と静電ポテンシャルの値を有する。
【０１０３】
図２４−１は、比較表示対象である抗体の分子表面Ｓをあらわす分子表面構造データを示す説明図である。分子表面構造データ２４０１において、フィールド項目については図７−１および図７−２と同一である。図２４−２は、比較表示対象である抗体の分子表面Ｓの基準点をあらわす基準点データを示す説明図である。基準点データ２４０２は、比較表示対象である抗体の分子表面Ｓの基準点の座標値と静電ポテンシャルの値を有する。
【０１０４】
設定部３０５については、実施の形態１で示した設定処理をおこなう。具体的には、基準表示対象の回転軸については実施の形態１のとおりに求める。一方、比較表示対象の回転軸は、ここでは求めない。また、回転角算出部３０６は、実施の形態１で示した回転角算出処理を、基準表示対象についてのみおこなう。
【０１０５】
判定部２１０１は、基準表示対象を構成する構成要素の配列と、比較表示対象を構成する構成要素の配列との共通性を判定する機能を有する。具体的には、基準表示対象のアミノ酸配列と比較表示対象のアミノ酸配列とについて多重配列アライメントを実行する。そして、相同性が認められたアミノ酸配列を位置合わせ用部分鎖とする。アミノ酸配列について多重配列アライメントの計算方法については既存の計算手法（たとえば、下記非特許文献５を参照）を利用する。なお、この処理が必要なのは、基準表示対象・比較表示対象のタンパク質（抗体）が、完全には同一でない場合であり、完全に同一であることが保障されている場合には、処理を省略して、アミノ酸配列全体を位置合わせ用部分鎖としてもよい。
【０１０６】
・非特許文献５
Ｌａｒｋｉｎ  Ｍ．Ａ．  ｅｔ  ａｌ．“Ｃｌｕｓｔａｌ  Ｗ  ａｎｄ  Ｃｌｕｓｔａｌ  Ｘ  ｖｅｒｓｉｏｎ  ２．０”  Ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ，Ｖｏｌ．２３：Ｐ．２９４７−２９４８（２００７）．
【０１０７】
図２５は、多重配列アライメントの実行例を示す説明図である。図２５中、「基準」とある行は、基準表示対象の抗体タンパク質のアミノ酸配列であり、「比較」とあるのは、比較表示対象の抗体タンパク質のアミノ酸配列である。また、図２５中、「＊」は、配列上の同じ位置で、基準表示対象と比較表示対象とで同一のアミノ酸であることを示している。
【０１０８】
探索部２１０２は、判定部２１０１によって共通性ありと判定された構成要素どうしが重なるように、基準表示対象に対する比較表示対象の配置位置を探索する機能を有する。具体的には、たとえば、基準表示対象の重心を原点として基準表示対象を配置した３次元空間に、基準表示対象と各比較表示対象の位置合わせ用部分鎖構造間のＲＭＳＤ（Ｒｏｏｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｄｅｖｉａｔｉｏｎ）が最小となるように重ね合わせて、比較基準対象の配置位置を探索する。ＲＭＳＤ計算に用いる原子の選択はいくつか知られているが、ここでは、部分鎖を構成するアミノ酸配列の主鎖の重原子（−Ｎ−（Ｃ）−ＣＯ−）によって行うものとする。
【０１０９】
図２６は、基準表示対象に比較表示対象を重ね合わせた３次元モデル例を示す説明図である。図２６の３次元モデル２６００において、白で表現した部分が基準表示対象および比較表示対象が同一配置位置であることを示している。一方、黒で表現した部分は、基準表示対象および比較表示対象が異なる配置位置であることを示している。
【０１１０】
また、変換部３０７は、実施の形態１で示した変換処理を、基準表示対象と比較表示対象それぞれについておこなう。具体的には、基準表示対象の表示面Ｓｄを構成する各頂点の座標値を、回転角算出部３０６によって算出された回転角により基準点Ｐの法線が反視線方向に方向転換されたときの座標値に変換する。
【０１１１】
また、比較表示対象の配置位置を探索部２１０２によって探索された配置位置とした場合に、比較表示対象の表示面Ｓｄを構成する各頂点の座標値を、回転角により基準点Ｐの法線が反視線方向に方向転換されたときの座標値に変換する。比較表示対象に用いられる回転軸は、基準表示対象から得られた回転軸を用いる。あるいは、基準表示対象から得られた回転軸を、所定の点を通るように並行移動してもよい。たとえば、基準表示対象の回転軸が基準表示対象の重心を通るように設定されている場合には、比較表示対象についても基準表示対象の重心を通るように設定し、基準表示対象の回転軸が基準表示対象の表示面Ｓｄの基準点Ｐを通るように設定されている場合には、比較表示対象の回転軸についても比較表示対象の表示面Ｓｄの基準点Ｐを通るように設定してもよい。
【０１１２】
描画部３０８は、実施の形態１で示した描画処理を、基準表示対象と比較表示対象それぞれについておこなう。これにより、実施の形態１と同様に基準表示対象が回転表示されるとともに、基準表示対象の回転に連動して比較表示対象も回転表示される。図２０に示したように、基準表示対象と比較表示対象は別々の表示領域で表示される。
【０１１３】
図２７−１は、基準表示対象である野生種の抗体の回転表示後の３次元モデル例を示す説明図である。図２７−２は、比較表示対象である抗体の回転表示後の３次元モデル例を示す説明図である。図２７−１，図２７−２において、表示面Ｓｄ以外の分子表面は黒で着色している。
【０１１４】
（情報表示装置による情報表示処理手順）
図２８は、実施の形態３にかかる情報表示装置による情報表示処理手順を示すフローチャートである。まず、取得部３０１により、基準３次元構造データ対および比較３次元構造データ対を取得する（ステップＳ２８０１）。つぎに、各構造データの分子表面Ｓを算出し（ステップＳ２８０２）、表示面Ｓｄ未抽出の表示対象があるか否かを判断する（ステップＳ２８０３）。未抽出の表示対象がある場合（ステップＳ２８０３：Ｙｅｓ）、未抽出の表示対象を１つ選択し（ステップＳ２８０４）、ステップＳ１４０３と同様の表示面抽出処理を実行して（ステップＳ２８０５）、ステップＳ２８０３に戻る。
【０１１５】
一方、ステップＳ２８０３において、未抽出の表示対象がない場合（ステップＳ２８０３：Ｎｏ）、配置位置未探索の比較表示対象があるか否かを判断する（ステップＳ２８０６）。未探索の比較表示対象がある場合（ステップＳ２８０６：Ｙｅｓ）、未探索の比較表示対象を１つ選択し（ステップＳ２８０７）、判定部２１０１により判定処理（多重配列アライメント）を実行する（ステップＳ２８０８）。
【０１１６】
そして、探索部２１０２により、基準表示対象と比較表示対象の位置合わせ用部分鎖構造間のＲＭＳＤが最小となる比較表示対象の配置位置を探索する（ステップＳ２８０９）。これにより、基準表示対象の重心を基準にして比較表示対象の配置位置が決定する。そして、ステップＳ２８０６に戻る。ステップＳ２８０６において、未探索の比較表示対象がない場合（ステップＳ２８０６：Ｎｏ）、表示面連動回転表示処理を実行して（ステップＳ２８１０）、一連の処理を終了する。
【０１１７】
図２９は、図２８に示した表示面連動回転表示処理（ステップＳ２８１０）の詳細な処理手順を示すフローチャートである。まず、基準表示対象が本処理について未処理か否かを判断する（ステップＳ２９０１）。未処理である場合（ステップＳ２９０１：Ｙｅｓ）、選択部３０３により、基準表示対象を選択して（ステップＳ２９０２）、実施の形態１と同様、基準表示対象の中から基準点Ｐを選択する（ステップＳ２９０３）。
【０１１８】
そして、生成部３０４により、基準点Ｐの頂点法線ベクトルを生成し（ステップＳ２９０４）、設定部３０５により回転軸を設定する（ステップＳ２９０５）。このあと、回転角算出部３０６により回転角を算出して（ステップＳ２９０６）、ステップＳ２９０１に戻る。ステップＳ２９０１において、基準表示対象が未処理でない場合（ステップＳ２９０１：Ｎｏ）、変換部３０７により、基準表示対象の座標変換を実施の形態１と同様におこなう。また、比較表示対象の座標変換も、基準表示対象について算出された回転軸まわりに、および、基準表示対象について算出された回転角分、基準表示対象と同一回転方向に回転する座標変換をおこなう（ステップＳ２９０７）。
【０１１９】
そして、基準表示対象および比較表示対象について、座標変換後の表示面Ｓｄ（を含む分子表面Ｓや原子、アミノ酸残基）の描画処理をそれぞれの表示領域でおこなう（ステップＳ２９０８）。この場合、基準表示対象および比較表示対象について、それぞれの電気的特性に応じた着色を表示面Ｓｄに施す。そして、それ以外の分子表面Ｓについては、電気的特性の着色が強調できるように、特定の一色（黒や白）を施す。これにより、表示面連動回転表示処理（ステップＳ２８１０）を終了する。
【０１２０】
このあと、基準表示対象について、ポインティングデバイスを用いて回転方向および回転角を指定（ドラッグ）することにより、基準表示対象を指定された回転方向に回転表示させることができる。この場合、変換部３０７に回転軸と回転角を与えることで、比較表示対象を、同じ回転方向および回転角で連動して回転表示させることができる。したがって、ユーザが視認したい方向から見ることができ、自由度の向上を図ることができる。
【０１２１】
このように、実施の形態３によれば、抗原の変異体に結合する抗体の表示面Ｓｄ（結合部位）の電気的特性を、抗原に結合する抗体とほぼ同じ方向から一度に視認できるようになる。したがって、抗原のアミノ酸変異により電気的特性が大きく変化する抗体の結合部位の部分などを容易に特定できるようになる。
【０１２２】
＜実施の形態４＞
つぎに、実施の形態４について説明する。実施の形態１では、表示面Ｓｄを構成する各頂点が有する特徴量に基づいて、頂点群の中から選択された基準点の法線ベクトルｎを反視線方向に方向転換させる例について説明した。
【０１２３】
これに対し、実施の形態４では、生成部３０４により、基準点領域を生成し、その基準点領域の外縁の重心を求め、基準点Ｐとその重心Ｗとを結んで、法線ベクトルｃとすることで、結合領域全体を表示させる。
【０１２４】
図３０は、基準点とその周囲の同じ符号の静電ポテンシャルが形成する領域（「基準点領域」と称す）およびその外縁の重心と基準点が表示面における基準点の法線ベクトルを作成する実施例を示す説明図である。（ａ）は、抗原の３次元形状モデル１０２の表示面Ｓｄを示している。（ｂ）は、基準点領域Ｒを設定した状態を示している。基準点領域Ｒとは、最近傍原子から第１の所定距離ｒ１以内にあり、かつ、静電ポテンシャルが最近傍原子と同符号の表示面上の点（たとえば、ポリゴンの頂点）で形成される領域である。
【０１２５】
最近傍原子からの第１の所定距離ｒ１としては、水素結合の水素供与体―受容体間距離を用いる。その平均値が非特許文献１から２．９〜３．０［Å］であるので、中央値２．９５Åを第１の所定距離ｒ１として用いてもよい。
【０１２６】
内縁領域ＲＣとは、基準点領域Ｒ内で第２の所定距離ｒ２以内の領域である。第２の所定距離ｒ２としては、たとえば、分子表面のデータ粒度を４グリッド／［Å2］とすると、ｒ１から０．５［Å］を引いた２．４５［Å］として用いることにする。
【０１２７】
基準点領域Ｒの外縁ＲＥとは、基準点領域Ｒから内縁領域ＲＣを取り除いた領域である。そして、基準点領域Ｒの外縁ＲＥの重心Ｗを求める。重心Ｗの求め方自体は周知技術であるので詳細は省略するが、簡単な方法としては、基準点領域Ｒの外縁ＲＥを構成する原子の座標値の平均値を求めることで、重心Ｗの座標を求めることができる。
【０１２８】
（ｃ）は、法線ベクトルｃを設定した状態を示している。法線ベクトルｃは、基準点Ｐから重心ｗに向かう法線ベクトルである。ここでは、凸面上の基準点Ｐとその法線ベクトルｃを示している。凸面の法線ベクトルｃは分子内部に向かい、一方、凹面では、基準点の法線ベクトルは分子外部に向かう。
【０１２９】
図３１は、実施の形態１と実施の形態４との回転表示の違いを示す説明図である。図３１において、（ａ）が実施の形態１での回転表示状態を示しており、（ｂ）が実施の形態４での回転表示状態を示している。
【０１３０】
（ａ）では、基準点の頂点法線ベクトルｎを反視線方向に方向転換したため、表示面Ｓｄのうち基準点Ｐ周辺は視認しやすいが、基準点Ｐから離れた領域が視認しづらくなる場合がある。（ｂ）では、基準点Ｐの頂点法線ベクトルｎに代え、基準点Ｐの法線ベクトルｃを反視線方向に方向転換するため、表示面Ｓｄを全体的にバランスがとれた向きに回転表示することができる。
【０１３１】
図３２は、図１４に示した表示面回転表示処理（ステップＳ１４０４）の実施の形態４における詳細な処理手順を示すフローチャートである。図３２では、図１６との相違点のみ説明する。
【０１３２】
図３２では、図１６のステップＳ１６０２に代え、法線ベクトル生成処理を実行する（ステップＳ３２０２）。これにより、回転軸を設定し（ステップＳ１６０３）、回転角θの算出では、基準点の法線ベクトルｃと回転前の表示面の法線ベクトルとの内積を求めることにより、法線ベクトルｃと回転前の表示面の法線ベクトルとのなす角を回転角θとして算出することとなる（ステップＳ１６０４）。
【０１３３】
また、描画処理（ステップＳ１６０６）のあと、ユーザ操作により、基準点Ｐの選択をあらたに受け付けたか否かを判断する（ステップＳ３２０７）。受け付けた場合（ステップＳ３２０７：Ｙｅｓ）、ステップＳ１６０１に戻り、あらたに選択された点を基準点としてその後の処理を実行する。一方、終了を受け付けた場合（ステップＳ３２０７：Ｎｏ）、ステップＳ１９０５に移行する。
【０１３４】
図３３は、図３２に示した法線ベクトル生成処理（ステップＳ３２０２）の詳細な処理手順を示すフローチャートである。まず、基準点Ｐから第１の所定距離ｒ１以内にあり、かつ、基準点Ｐの最近傍原子と同符号の静電ポテンシャルを持つ表示面Ｓｄ上の点（原子）を、図９の表示面構成データ９００から検出することで、基準点領域Ｒを設定する（ステップＳ３３０１）。図３４は、ステップＳ３３０１で設定された基準点領域Ｒの座標データの一例を示す説明図である。
【０１３５】
また、図３３において、基準点領域Ｒ内で、基準点Ｐから第２の所定距離以内にあり、かつ、基準点Ｐの最近傍原子と同符号の静電ポテンシャルを持つ表示面Ｓｄ上の点（原子）を、図９の表示面構成データ９００から検出することで、内縁領域を設定する（ステップＳ３３０２）。図３５は、ステップＳ３３０２で設定された基準点領域Ｒの内縁領域の座標データの一例を示す説明図である。
【０１３６】
そして、図３３において、基準点領域Ｒ上の点から内縁領域上の点を取り除くことで、基準点領域Ｒの外縁を設定する（ステップＳ３３０３）。図３６は、ステップＳ３３０３で設定された基準点領域Ｒの外縁の座標データの一例を示す説明図である。
【０１３７】
このあと、図３３において、基準点領域Ｒの外縁の重心Ｗを算出する（ステップＳ３３０４）。図３７は、ステップＳ３３０３で設定された基準点領域Ｒの外縁の座標データを用いて計算された重心Ｗの座標データの一例を示す説明図である。
【０１３８】
最後に、図３３において、基準点Ｐから重心Ｗを通過する法線ベクトルを設定する（ステップＳ３３０５）。このあと、ステップＳ１６０３に移行する。外縁の重心Ｗは、内縁領域内の頂点（基準点Ｐ含む）の影響を除外した点となるため、基準点Ｐと結ぶことで、基準点Ｐと外縁ＲＥの両方を加味した方向を特定することができる。これにより、法線ベクトルｃを反視線方向に方向転換することで、図３１の（ｂ）のように回転表示されることとなる。
【０１３９】
このように、実施の形態４では、強い静電位を帯びているが、結合先との位置関係で相互作用に関わる可能性のある幾何学的な相補性（凹凸のかみ合わせ等）領域の電気的特性を容易に観察することができる。
【０１４０】
以上説明したように、従来では、タンパク質の結合に関わる分子表面Ｓの電気特性を観察するには、個々の構成タンパク質を分離した上で、ユーザが、結合に関わると考えられる部位を試行錯誤により見つける必要があった。そして、当該部位を見つけたとしても、見やすく表示されるように、表示方向を調節する必要があった。
【０１４１】
本実施の形態では、表示対象と比較対象との間の結合に関わる可能性の高い表示対象の表面の特徴的な部分を視認しやすく表示することができる。特に、実施の形態１により、結合に関与する可能性のある分子表面Ｓ（表示面Ｓｄ）のみを選択的に表示することができる。したがって、強い静電ポテンシャルを帯びているが、結合先との位置関係で相互作用に関わる可能性のない部分を、結合部位と誤認識する危険性を低減することができる。
【０１４２】
また、着目すべき電気特性を持つ分子表面Ｓ（基準点Ｐの近傍の分子表面Ｓ）およびその電気的特性を、自動的にユーザの視線に正対する向きで描画することができる。したがって、タンパク質結合に強く関わる可能性が高い分子表面Ｓの部分の電気的特性を容易に観察することができる。特に、実施の形態４により、分子表面Ｓにおいて、強い静電位を帯びているが、結合先との位置関係で相互作用に関わる可能性のある幾何学的な相補性（凹凸のかみ合わせ等）領域の電気的特性を容易に観察することができる。
【０１４３】
さらに、実施の形態２により、近接する構成タンパク質について、相互作用に関わる可能性が高い分子表面Ｓの部分（それぞれの基準点Ｐの近傍）を対置した状態で、構成タンパク質間の基準点間距離ｄを表示することができる。したがって、ユーザは、非共有結合性の相互作用が形成されている可能性が高いかを容易に判断することができる。特に、実施の形態４により、近接する構成タンパク質について、分子表面Ｓにおける結合先との位置関係で相互作用に関わる可能性のある幾何学的な相補性（凹凸のかみ合わせ等）領域の電気的特性を対置した状態で、構成タンパク質間の基準点間距離ｄを表示することができる。したがって、ユーザは、非共有結合性の相互作用が形成されている可能性が高いかをさらに容易に判断することができる。
【０１４４】
また、実施の形態３により、基準表示対象に連動して比較表示対象をほぼ同方向からの透視図となるように一堂に表示させることができ、さらに、連動して回転表示させることができる。したがって、各比較表示対象の表示面Ｓｄの電気的特性（抗原の変異体が結合した場合の抗体側の結合部位周辺の電荷の偏り状況）と、基準表示対象の表示面Ｓｄの電気的特性（野生種の抗原が結合した場合の抗体側の結合部位周辺の電荷の偏り状況）とを、ほぼ同じ方向から一度に視認できるようになる。
【０１４５】
したがって、ユーザは、抗原タンパク質の違いに由来する、抗体タンパク質側の結合部位（電荷の強い偏り等によって、非共有結合性相互作用の形成が示唆される表示面Ｓｄの部分）の位置変化や、抗体の重要な部分構造（たとえば、野生種の抗原が結合する抗原の部分の周辺）に強く結合する可能性の高い抗原などを容易に特定できるようになる。
【０１４６】
なお、本実施の形態で説明した情報表示方法は、予め用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することにより実現することができる。このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。またこのプログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することとしてもよい。
【０１４７】
上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【０１４８】
（付記１）コンピュータを、
表示対象となる３次元構造データおよび当該表示対象と比較される比較対象となる３次元構造データの組み合わせとなる３次元構造データ対を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された表示対象により特定される前記表示対象の表面のうち、前記比較対象により特定される前記比較対象の表面から所定距離以内となる表面を前記表示対象の表示面として抽出する抽出手段と、
前記抽出手段によって抽出された前記表示対象の表示面を構成する各頂点が有する特徴量に基づいて、前記頂点群の中から基準点を選択する選択手段と、
前記選択手段によって選択された基準点の法線を生成する生成手段と、
前記生成手段によって生成された前記基準点の法線を反視線方向に方向転換させる回転軸を設定する設定手段と、
前記設定手段によって設定された前記回転軸を用いて前記基準点の法線を前記反視線方向に方向転換させる回転角を、前記基準点の法線と前記表示面の法線とに基づいて、前記表示面の凹凸形状に応じて算出する回転角算出手段と、
前記表示対象の表示面を構成する各頂点の座標値を、前記回転角算出手段によって算出された回転角により前記基準点の法線が前記反視線方向に方向転換されたときの座標値に変換する変換手段と、
前記変換手段による変換後における視線方向からの前記表示対象の表示面を、前記特徴量に基づいて表示画面に描画する描画手段、
として機能させることを特徴とする情報表示プログラム。
【０１４９】
（付記２）前記コンピュータを、
前記選択手段によって選択された基準点を中心とした前記表示面上の基準点と同じ符号の頂点群を基準点領域として抽出する抽出手段と、
前記基準点から所定距離以内となる前記基準点領域の内縁を算出する内縁算出手段と、当該基準点領域からその内縁を引いて前記基準点領域の外縁を算出する外縁算出手段と、
前記基準点領域の外縁の重心を算出する重心算出手段として機能させ、
前記生成手段は、
前記基準点から前記基準点領域の外縁の重心を結び、前記基準点の法線を生成することを特徴とする付記１に記載の情報表示プログラム。
【０１５０】
（付記３）前記コンピュータを、
任意の３次元構造データ対のうち一方の３次元構造データを前記表示対象、他方の３次元構造データを前記比較対象に指定する第１の指定と、前記一方の３次元構造データを前記比較対象、前記他方の３次元構造データを前記表示対象に指定する第２の指定をおこなう指定手段と、
前記第１の指定について前記選択手段によって選択された基準点と前記第２の指定について前記選択手段によって選択された基準点との基準点間距離を算出する距離算出手段として機能させ、
前記描画手段は、
前記距離算出手段によって算出された基準点間距離を、前記第１の指定について前記描画手段によって描画された前記表示対象の表示面および前記第２の指定について前記描画手段によって描画された前記表示対象の表示面に関連付けて描画することを特徴とする付記１に記載の情報表示プログラム。
【０１５１】
（付記４）コンピュータを、
前記表示対象および前記比較対象の組み合わせとなる基準３次元構造データ対と、前記表示対象および前記比較対象とは異なる他の比較対象の組み合わせとなる比較３次元構造データ対とを取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された３次元構造データ対ごとに、前記表示対象により特定される前記表示対象の表面のうち、前記比較対象により特定される前記比較対象の表面から所定距離以内となる表面を、前記表示対象の表示面として抽出する抽出手段と、
前記基準３次元構造データ対の表示対象（以下、「基準表示対象」）を構成する構成要素の配列と、前記比較３次元構造データ対の表示対象（以下、「比較表示対象」）を構成する構成要素の配列との共通性を判定する判定手段と、
前記判定手段によって共通性ありと判定された構成要素どうしが重なるように、前記基準表示対象に対する前記比較表示対象の配置位置を探索する探索手段と、
前記抽出手段によって抽出された前記基準表示対象の表示面を構成する各頂点が有する特徴量に基づいて、前記基準表示対象の表示面を構成する頂点群の中から基準点を選択する選択手段と、
前記選択手段によって選択された前記基準表示対象の基準点の法線を生成する生成手段と、
前記基準表示対象について、前記生成手段によって生成された前記基準表示対象の基準点の法線を反視線方向に方向転換させる回転軸を設定する設定手段と、
前記基準表示対象について、前記設定手段によって設定された前記回転軸を用いて前記基準表示対象の基準点の法線を前記反視線方向に方向転換させる回転角を、前記基準表示対象の基準点の法線と前記基準表示対象の表示面の法線とに基づいて、前記基準表示対象の表示面の凹凸形状に応じて算出する回転角算出手段と、
前記基準表示対象の表示面を構成する各頂点の座標値を、前記回転角算出手段によって算出された回転角により前記基準点の法線が前記反視線方向に方向転換されたときの座標値に変換するとともに、前記比較表示対象の配置位置を前記探索手段によって探索された配置位置とした場合に、前記比較表示対象の表示面を構成する各頂点の座標値を、前記回転角により前記基準点の法線が前記反視線方向に方向転換されたときの座標値に変換する変換手段と、
前記変換手段による変換後における前記基準表示対象および前記比較表示対象の表示面を、前記各特徴量に基づいて前記表示画面に描画する描画手段、
として機能させることを特徴とする情報表示プログラム。
【０１５２】
（付記５）表示対象となる３次元構造データおよび当該表示対象と比較される比較対象となる３次元構造データの組み合わせとなる３次元構造データ対を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された表示対象により特定される前記表示対象の表面のうち、前記比較対象により特定される前記比較対象の表面から所定距離以内となる表面を前記表示対象の表示面として抽出する抽出手段と、
前記抽出手段によって抽出された前記表示対象の表示面を構成する各頂点が有する特徴量に基づいて、前記頂点群の中から基準点を選択する選択手段と、
前記選択手段によって選択された基準点の法線を生成する生成手段と、
前記生成手段によって生成された前記基準点の法線を反視線方向に方向転換させる回転軸を設定する設定手段と、
前記設定手段によって設定された前記回転軸を用いて前記基準点の法線を前記反視線方向に方向転換させる回転角を、前記基準点の法線と前記表示面の法線とに基づいて、前記表示面の凹凸形状に応じて算出する回転角算出手段と、
前記表示対象の表示面を構成する各頂点の座標値を、前記回転角算出手段によって算出された回転角により前記基準点の法線が前記反視線方向に方向転換されたときの座標値に変換する変換手段と、
前記変換手段による変換後における視線方向からの前記表示対象の表示面を、前記特徴量に基づいて前記表示画面に描画する描画手段と、
を備えることを特徴とする情報表示装置。
【０１５３】
（付記６）前記選択手段によって選択された基準点を中心とした前記表示面上の基準点と同じ符号の頂点群を基準点領域として抽出する抽出手段と、
前記基準点から所定距離以内となる前記基準点領域の内縁を算出する内縁算出手段と、当該基準点領域からその内縁を引いて前記基準点領域の外縁を算出する外縁算出手段と、
前記基準点領域の外縁の重心を算出する重心算出手段と、を備え、
前記生成手段は、
前記基準点領域の外縁の重心から前記基準点を結び、前記基準点の法線を生成することを特徴とする付記５に記載の情報表示装置。
【０１５４】
（付記７）任意の３次元構造データ対のうち一方の３次元構造データを前記表示対象、他方の３次元構造データを前記比較対象に指定する第１の指定と、前記一方の３次元構造データを前記比較対象、前記他方の３次元構造データを前記表示対象に指定する第２の指定をおこなう指定手段と、
前記第１の指定について前記選択手段によって選択された基準点と前記第２の指定について前記選択手段によって選択された基準点との基準点間距離を算出する距離算出手段とを備え、
前記描画手段は、
前記距離算出手段によって算出された基準点間距離を、前記第１の指定について前記描画手段によって描画された前記表示対象の表示面および前記第２の指定について前記描画手段によって描画された前記表示対象の表示面に関連付けて描画することを特徴とする付記６に記載の情報表示装置。
【０１５５】
（付記８）前記表示対象および前記比較対象の組み合わせとなる基準３次元構造データ対と、前記表示対象および前記比較対象とは異なる他の比較対象の組み合わせとなる比較３次元構造データ対とを取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された３次元構造データ対ごとに、前記表示対象により特定される前記表示対象の表面のうち、前記比較対象により特定される前記比較対象の表面から所定距離以内となる表面を、前記表示対象の表示面として抽出する抽出手段と、
前記基準３次元構造データ対の表示対象（以下、「基準表示対象」）を構成する構成要素の配列と、前記比較３次元構造データ対の表示対象（以下、「比較表示対象」）を構成する構成要素の配列との共通性を判定する判定手段と、
前記判定手段によって共通性ありと判定された構成要素どうしが重なるように、前記基準表示対象に対する前記比較表示対象の配置位置を探索する探索手段と、
前記抽出手段によって抽出された前記基準表示対象の表示面を構成する各頂点が有する特徴量に基づいて、前記基準表示対象の表示面を構成する頂点群の中から基準点を選択する選択手段と、
前記選択手段によって選択された前記基準表示対象の基準点の法線を生成する生成手段と、
前記基準表示対象について、前記生成手段によって生成された前記基準表示対象の基準点の法線を反視線方向に方向転換させる回転軸を設定する設定手段と、
前記設定手段によって設定された前記回転軸を用いて前記基準点の法線を前記反視線方向に方向転換させる回転角を、前記基準点の法線と前記表示面の法線とに基づいて、前記表示面の凹凸形状に応じて算出する回転角算出手段と、
前記基準表示対象の表示面を構成する各頂点の座標値を、前記回転角算出手段によって算出された回転角により前記基準点の法線が前記反視線方向に方向転換されたときの座標値に変換するとともに、前記比較表示対象の配置位置を前記探索手段によって探索された配置位置とした場合に、前記比較表示対象の表示面を構成する各頂点の座標値を、前記回転角により前記基準点の法線が前記反視線方向に方向転換されたときの座標値に変換する変換手段と、
前記変換手段による変換後における前記基準表示対象および前記比較表示対象の表示面を、前記各特徴量に基づいて前記表示画面に描画する描画手段と、
を備えることを特徴とする情報表示装置。
【０１５６】
（付記９）コンピュータが、
表示対象となる３次元構造データおよび当該表示対象と比較される比較対象となる３次元構造データの組み合わせとなる３次元構造データ対を取得する取得工程と、
前記取得工程によって取得された表示対象により特定される前記表示対象の表面のうち、前記比較対象により特定される前記比較対象の表面から所定距離以内となる表面を前記表示対象の表示面として抽出する抽出工程と、
前記抽出工程によって抽出された前記表示対象の表示面を構成する各頂点が有する特徴量に基づいて、前記頂点群の中から基準点を選択する選択工程と、
前記選択工程によって選択された基準点の法線を生成する生成工程と、
前記生成工程によって生成された前記基準点の法線を反視線方向に方向転換させる回転軸を設定する設定工程と、
前記設定工程によって設定された前記回転軸を用いて前記基準点の法線を前記反視線方向に方向転換させる回転角を、前記基準点の法線と前記表示面の法線とに基づいて、前記表示面の凹凸形状に応じて算出する回転角算出工程と、
前記表示対象の表示面を構成する各頂点の座標値を、前記回転角算出工程によって算出された回転角により前記基準点の法線が前記反視線方向に方向転換されたときの座標値に変換する変換工程と、
前記変換工程による変換後における視線方向からの前記表示対象の表示面を、前記特徴量に基づいて前記表示画面に描画する描画工程と、
を実行することを特徴とする情報表示方法。
【０１５７】
（付記１０）前記コンピュータが、
前記選択工程によって選択された基準点を中心とした前記表示面上の基準点と同じ符号の頂点群を基準点領域として抽出する抽出工程と、
前記基準点から所定距離以内となる前記基準点領域の内縁を算出する内縁算出工程と、当該基準点領域からその内縁を引いて前記基準点領域の外縁を算出する外縁算出工程と、
前記基準点領域の外縁の重心を算出する重心算出工程と、を実行し、
前記生成工程は、
前記基準点から前記基準点領域の外縁の重心を結び、基準点の法線を生成することを特徴とする付記９に記載の情報表示方法。
【０１５８】
（付記１１）前記コンピュータが、
任意の３次元構造データ対のうち一方の３次元構造データを前記表示対象、他方の３次元構造データを前記比較対象に指定する第１の指定と、前記一方の３次元構造データを前記比較対象、前記他方の３次元構造データを前記表示対象に指定する第２の指定をおこなう指定工程と、
前記第１の指定について前記選択工程によって選択された基準点と前記第２の指定について前記選択工程によって選択された基準点との基準点間距離を算出する距離算出工程とを実行し、
前記描画工程は、
前記距離算出工程によって算出された基準点間距離を、前記第１の指定について前記描画工程によって描画された前記表示対象の表示面および前記第２の指定について前記描画工程によって描画された前記表示対象の表示面に関連付けて描画することを特徴とする付記１０に記載の情報表示方法。
【０１５９】
（付記１２）コンピュータが、
前記表示対象および前記比較対象の組み合わせとなる基準３次元構造データ対と、前記表示対象および前記比較対象とは異なる他の比較対象の組み合わせとなる比較３次元構造データ対とを取得する取得工程と、
前記取得工程によって取得された３次元構造データ対ごとに、前記表示対象により特定される前記表示対象の表面のうち、前記比較対象により特定される前記比較対象の表面から所定距離以内となる表面を、前記表示対象の表示面として抽出する抽出工程と、
前記基準３次元構造データ対の表示対象（以下、「基準表示対象」）を構成する構成要素の配列と、前記比較３次元構造データ対の表示対象（以下、「比較表示対象」）を構成する構成要素の配列との共通性を判定する判定工程と、
前記判定工程によって共通性ありと判定された構成要素どうしが重なるように、前記基準表示対象に対する前記比較表示対象の配置位置を探索する探索工程と、
前記抽出工程によって抽出された前記基準表示対象の表示面を構成する各頂点が有する特徴量に基づいて、前記基準表示対象の表示面を構成する頂点群の中から基準点を選択する選択工程と、
前記選択工程によって選択された前記基準表示対象の基準点の法線を生成する生成工程と、
前記基準表示対象について、前記生成工程によって生成された前記基準表示対象の基準点の法線を反視線方向に方向転換させる回転軸を設定する設定工程と、
前記設定工程によって設定された前記回転軸を用いて前記基準点の法線を前記反視線方向に方向転換させる回転角を、前記基準点の法線と前記表示面の法線とに基づいて、前記表示面の凹凸形状に応じて算出する回転角算出工程と、
前記基準表示対象の表示面を構成する各頂点の座標値を、前記回転角算出工程によって算出された回転角により前記基準点の法線が前記反視線方向に方向転換されたときの座標値に変換するとともに、前記比較表示対象の配置位置を前記探索工程によって探索された配置位置とした場合に、前記比較表示対象の表示面を構成する各頂点の座標値を、前記回転角により前記基準点の法線が前記反視線方向に方向転換されたときの座標値に変換する変換工程と、
前記変換工程による変換後における前記基準表示対象および前記比較表示対象の表示面を、前記各特徴量に基づいて前記表示画面に描画する描画工程と、
を実行することを特徴とする情報表示方法。
【符号の説明】
【０１６０】
Ａｒ  回転軸
Ｄ  表示画面
Ｐ  基準点
Ｓ  分子表面
Ｓｄ  表示面
ｄ  基準点間距離
ｎ  頂点法線ベクトル
ｃ  法線ベクトル
Ｒ  基準点領域
ＲＣ  基準点内縁領域
ＲＥ  基準点外縁
Ｖ  視点
ｗ  重心
θ  回転角
３００  情報表示装置
３０１  取得部
３０２  抽出部
３０３  選択部
３０４  生成部
３０５  設定部
３０６  回転角算出部
３０７  変換部
３０８  描画部
１７０１  指定部
１７０２  距離算出部
２１０１  判定部
２１０２  探索部
Ａｌａ  アラニン
Ｃｙｓ  システイン
Ａｓｐ  アスパラギン酸
Ｇｌｕ  グルタミン酸
Ｐｈｅ  フェニルアラニン
Ｇｌｙ  グリシン
Ｈｉｓ  ヒスチジン
Ｉｌｅ  イソロイシン
Ｌｙｓ  リジン
Ｌｅｕ  ロイシン
Ｍｅｔ  メチオニン
Ａｓｎ  アスパラギン
Ｐｒｏ  プロリン
Ｇｌｎ  グルタミン
Ａｒｇ  アルギニン
Ｓｅｒ  セリン
Ｔｈｒ  トレオニン
Ｖａｌ  バリン
Ｔｒｐ  トリプトファン
Ｔｙｒ  チロシン
【国際調査報告】
2010110228.tif 000047
2010110228.tif 000048
2010110228.tif 000049
2010110228.tif 000050