(57)【要約】【課題】対象点の数が多い場合でも精度を低下させずに短い処理時間で化合物間のアラインメントを決定することができる化合物アラインメント装置、化合物アラインメント方法および化合物アラインメントプログラムを提供することを課題とする。【解決手段】本発明にかかる化合物アラインメント装置は、立体構造情報を取得し、取得した立体構造情報に基づいて、特徴ベクトル情報を各対象点と対応付けて生成し、生成した特徴ベクトル情報に基づいて予め選択した一方の化合物に対応する対象点と他方の化合物に対応する対象点とを重ね合わせるようにして化合物同士を重ね合わせることで化合物間のアラインメントを試行し、アラインメントを試行した後の化合物間類似度を対象点の特徴ベクトル情報に基づいて算出し、算出した化合物間類似度に基づいて化合物間のアラインメントを決定する。【選択図】        図９
2006134252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
化合物の各構成原子の座標情報を含む立体構造情報に基づいて化合物同士を重ね合わせることで化合物間のアラインメントを決定する化合物アラインメント装置において、
化合物の各構成原子の原子種情報をさらに含む前記立体構造情報を取得する立体構造情報取得手段と、
前記立体構造情報取得手段で取得した立体構造情報に基づいて、化合物同士を重ね合わせる際の対象となる対象点を化合物ごとに予め定義し、対象点および当該対象点の近傍に存在する構成原子である近傍構成原子の間の距離と当該近傍構成原子の原子種との組み合わせで定義される特徴ベクトル情報を各対象点と対応付けて生成する特徴ベクトル情報生成手段と、
前記特徴ベクトル情報生成手段で生成した特徴ベクトル情報に基づいて予め選択した一方の化合物に対応する対象点と他方の化合物に対応する対象点とを重ね合わせるようにして化合物同士を重ね合わせることで化合物間のアラインメントを試行するアラインメント試行手段と、
前記アラインメント試行手段でアラインメントを試行した後の化合物を対象として、前記対象点の特徴ベクトル情報に基づいて化合物間の類似度である化合物間類似度を算出する化合物間類似度算出手段と、
前記化合物間類似度算出手段で算出した化合物間類似度に基づいて化合物間のアラインメントを決定するアラインメント決定手段と、
を備えたことを特徴とする化合物アラインメント装置。
【請求項２】
前記特徴ベクトル情報生成手段は、
前記立体構造情報取得手段で取得した立体構造情報に対応する化合物の各構成原子を前記立体構造情報に基づいて分類することで複数の構成原子群を生成する構成原子群生成手段と、
前記構成原子群生成手段で生成した複数の構成原子群の各構成原子の座標情報に基づいて、各構成原子群を代表する代表点を定義し、定義した代表点の座標情報を算出する代表点定義手段と、
をさらに備え、
前記特徴ベクトル情報生成手段、前記アラインメント試行手段および前記化合物間類似度算出手段において、対象点は前記代表点定義手段で定義した代表点であること
を特徴とする請求項１に記載の化合物アラインメント装置。
【請求項３】
前記特徴ベクトル情報生成手段は、
前記立体構造情報取得手段で取得した立体構造情報に対応する化合物の周囲に当該化合物の表面を構成する表面点の候補となる候補点を複数定義し、前記立体構造情報に基づいて各候補点の座標情報を算出する候補点定義手段と、
前記候補点定義手段で定義した候補点を中心とする正六面体を複数定義し、前記立体構造情報に基づいて正六面体の頂点の座標情報を算出する正六面体定義手段と、
前記正六面体定義手段で定義した正六面体の頂点の座標情報および前記立体構造情報に基づいて、正六面体を構成する辺のいずれか１つと化合物の各構成原子に基づいて形成される面とが交点を有するか否かを判定する交点有無判定手段と、
前記交点有無判定手段の判定結果が交点を有すると判定された場合、正六面体の中心である候補点を前記表面点として定義する表面点定義手段と、
をさらに備え、
前記特徴ベクトル情報生成手段、前記アラインメント試行手段および前記化合物間類似度算出手段において、対象点は前記表面点定義手段で定義した表面点であること
を特徴とする請求項１に記載の化合物アラインメント装置。
【請求項４】
前記アラインメント試行手段は、
前記特徴ベクトル情報に基づいて予め選択した一方の化合物に対応する対象点と他方の化合物に対応する対象点との間の距離を算出し、算出した距離に基づいて対象点同士を重ね合わせるようにして化合物同士を重ね合わせることで化合物間のアラインメントを試行すること
を特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の化合物アラインメント装置。
【請求項５】
前記化合物間類似度算出手段は、
対象点の座標情報から算出した一方の化合物に対応する対象点と他方の化合物に対応する対象点との間の距離に基づいて対象点を選定する対象点選定手段と、
前記対象点選定手段で選定した対象点の特徴ベクトル情報に基づいて、対象点間の類似度である対象点間類似度を算出する対象点間類似度算出手段と、
前記対象点間類似度算出手段で算出した対象点間類似度に基づいて、化合物間類似度を算出する対象点利用化合物間類似度算出手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の化合物アラインメント装置。
【請求項６】
前記化合物間類似度算出手段は、
化合物に対応する対象点の座標情報および当該化合物の構成原子の座標情報に基づいて、対象点に対応する方向ベクトル情報を定義する方向ベクトル情報定義手段
をさらに備え、
前記対象点選定手段は、前記方向ベクトル情報定義手段で定義した方向ベクトル情報および対象点の座標情報から算出した一方の化合物に対応する対象点と他方の化合物に対応する対象点との間の距離に基づいて対象点を選定すること
を特徴とする請求項５に記載の化合物アラインメント装置。
【請求項７】
前記対象点間類似度算出手段は、
前記選定した対象点の特徴ベクトル情報同士において一致するベクトル成分の値を取得し、取得したベクトル成分の値の総和を対象点間類似度とする第１対象点間類似度算出手段または前記選定した対象点の特徴ベクトル情報間の差分である差分ベクトル情報を算出し、算出した差分ベクトル情報の大きさを対象点間類似度とする第２対象点間類似度算出手段
をさらに備えたことを特徴とする請求項５または６に記載の化合物アラインメント装置。
【請求項８】
化合物の各構成原子の座標情報を含む立体構造情報に基づいて化合物同士を重ね合わせることで化合物間のアラインメントを決定する化合物アラインメント方法において、
化合物の各構成原子の原子種情報をさらに含む前記立体構造情報を取得する立体構造情報取得ステップと、
前記立体構造情報取得ステップで取得した立体構造情報に基づいて、化合物同士を重ね合わせる際の対象となる対象点を化合物ごとに予め定義し、対象点および当該対象点の近傍に存在する構成原子である近傍構成原子の間の距離と当該近傍構成原子の原子種との組み合わせで定義される特徴ベクトル情報を各対象点と対応付けて生成する特徴ベクトル情報生成ステップと、
前記特徴ベクトル情報生成ステップで生成した特徴ベクトル情報に基づいて予め選択した一方の化合物に対応する対象点と他方の化合物に対応する対象点とを重ね合わせるようにして化合物同士を重ね合わせることで化合物間のアラインメントを試行するアラインメント試行ステップと、
前記アラインメント試行ステップでアラインメントを試行した後の化合物を対象として、前記対象点の特徴ベクトル情報に基づいて化合物間の類似度である化合物間類似度を算出する化合物間類似度算出ステップと、
前記化合物間類似度算出ステップで算出した化合物間類似度に基づいて化合物間のアラインメントを決定するアラインメント決定ステップと、
を含むことを特徴とする化合物アラインメント方法。
【請求項９】
前記特徴ベクトル情報生成ステップは、
前記立体構造情報取得ステップで取得した立体構造情報に対応する化合物の各構成原子を前記立体構造情報に基づいて分類することで複数の構成原子群を生成する構成原子群生成ステップと、
前記構成原子群生成ステップで生成した複数の構成原子群の各構成原子の座標情報に基づいて、各構成原子群を代表する代表点を定義し、定義した代表点の座標情報を算出する代表点定義ステップと、
をさらに含み、
前記特徴ベクトル情報生成ステップ、前記アラインメント試行ステップおよび前記化合物間類似度算出ステップにおいて、対象点は前記代表点定義ステップで定義した代表点であること
を特徴とする請求項８に記載の化合物アラインメント方法。
【請求項１０】
前記特徴ベクトル情報生成ステップは、
前記立体構造情報取得ステップで取得した立体構造情報に対応する化合物の周囲に当該化合物の表面を構成する表面点の候補となる候補点を複数定義し、前記立体構造情報に基づいて各候補点の座標情報を算出する候補点定義ステップと、
前記候補点定義ステップで定義した候補点を中心とする正六面体を複数定義し、前記立体構造情報に基づいて正六面体の頂点の座標情報を算出する正六面体定義ステップと、
前記正六面体定義ステップで定義した正六面体の頂点の座標情報および前記立体構造情報に基づいて、正六面体を構成する辺のいずれか１つと化合物の各構成原子に基づいて形成される面とが交点を有するか否かを判定する交点有無判定ステップと、
前記交点有無判定ステップの判定結果が交点を有すると判定された場合、正六面体の中心である候補点を前記表面点として定義する表面点定義ステップと、
をさらに含み、
前記特徴ベクトル情報生成ステップ、前記アラインメント試行ステップおよび前記化合物間類似度算出ステップにおいて、対象点は前記表面点定義ステップで定義した表面点であること
を特徴とする請求項８に記載の化合物アラインメント方法。
【請求項１１】
前記アラインメント試行ステップは、
前記特徴ベクトル情報に基づいて予め選択した一方の化合物に対応する対象点と他方の化合物に対応する対象点との間の距離を算出し、算出した距離に基づいて対象点同士を重ね合わせるようにして化合物同士を重ね合わせることで化合物間のアラインメントを試行すること
を特徴とする請求項８から１０のいずれか１つに記載の化合物アラインメント方法。
【請求項１２】
前記化合物間類似度算出ステップは、
対象点の座標情報から算出した一方の化合物に対応する対象点と他方の化合物に対応する対象点との間の距離に基づいて対象点を選定する対象点選定ステップと、
前記対象点選定ステップで選定した対象点の特徴ベクトル情報に基づいて、対象点間の類似度である対象点間類似度を算出する対象点間類似度算出ステップと、
前記対象点間類似度算出ステップで算出した対象点間類似度に基づいて、化合物間類似度を算出する対象点利用化合物間類似度算出ステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項８から１１のいずれか１つに記載の化合物アラインメント方法。
【請求項１３】
前記化合物間類似度算出ステップは、
化合物に対応する対象点の座標情報および当該化合物の構成原子の座標情報に基づいて、対象点に対応する方向ベクトル情報を定義する方向ベクトル情報定義ステップ
をさらに含み、
前記対象点選定ステップは、前記方向ベクトル情報定義ステップで定義した方向ベクトル情報および対象点の座標情報から算出した一方の化合物に対応する対象点と他方の化合物に対応する対象点との間の距離に基づいて対象点を選定すること
を特徴とする請求項１２に記載の化合物アラインメント方法。
【請求項１４】
前記対象点間類似度算出ステップは、
前記選定した対象点の特徴ベクトル情報同士において一致するベクトル成分の値を取得し、取得したベクトル成分の値の総和を対象点間類似度とする第１対象点間類似度算出ステップまたは前記選定した対象点の特徴ベクトル情報間の差分である差分ベクトル情報を算出し、算出した差分ベクトル情報の大きさを対象点間類似度とする第２対象点間類似度算出ステップ
をさらに含むことを特徴とする請求項１２または１３に記載の化合物アラインメント方法。
【請求項１５】
化合物の各構成原子の座標情報を含む立体構造情報に基づいて化合物同士を重ね合わせることで化合物間のアラインメントを決定する化合物アラインメント方法をコンピュータに実行させる化合物アラインメントプログラムにおいて、
化合物の各構成原子の原子種情報をさらに含む前記立体構造情報を取得する立体構造情報取得ステップと、
前記立体構造情報取得ステップで取得した立体構造情報に基づいて、化合物同士を重ね合わせる際の対象となる対象点を化合物ごとに予め定義し、対象点および当該対象点の近傍に存在する構成原子である近傍構成原子の間の距離と当該近傍構成原子の原子種との組み合わせで定義される特徴ベクトル情報を各対象点と対応付けて生成する特徴ベクトル情報生成ステップと、
前記特徴ベクトル情報生成ステップで生成した特徴ベクトル情報に基づいて予め選択した一方の化合物に対応する対象点と他方の化合物に対応する対象点とを重ね合わせるようにして化合物同士を重ね合わせることで化合物間のアラインメントを試行するアラインメント試行ステップと、
前記アラインメント試行ステップでアラインメントを試行した後の化合物を対象として、前記対象点の特徴ベクトル情報に基づいて化合物間の類似度である化合物間類似度を算出する化合物間類似度算出ステップと、
前記化合物間類似度算出ステップで算出した化合物間類似度に基づいて化合物間のアラインメントを決定するアラインメント決定ステップと、
を含むことを特徴とする化合物アラインメントプログラム。
【請求項１６】
前記特徴ベクトル情報生成ステップは、
前記立体構造情報取得ステップで取得した立体構造情報に対応する化合物の各構成原子を前記立体構造情報に基づいて分類することで複数の構成原子群を生成する構成原子群生成ステップと、
前記構成原子群生成ステップで生成した複数の構成原子群の各構成原子の座標情報に基づいて、各構成原子群を代表する代表点を定義し、定義した代表点の座標情報を算出する代表点定義ステップと、
をさらに含み、
前記特徴ベクトル情報生成ステップ、前記アラインメント試行ステップおよび前記化合物間類似度算出ステップにおいて、対象点は前記代表点定義ステップで定義した代表点であること
を特徴とする請求項１５に記載の化合物アラインメントプログラム。
【請求項１７】
前記特徴ベクトル情報生成ステップは、
前記立体構造情報取得ステップで取得した立体構造情報に対応する化合物の周囲に当該化合物の表面を構成する表面点の候補となる候補点を複数定義し、前記立体構造情報に基づいて各候補点の座標情報を算出する候補点定義ステップと、
前記候補点定義ステップで定義した候補点を中心とする正六面体を複数定義し、前記立体構造情報に基づいて正六面体の頂点の座標情報を算出する正六面体定義ステップと、
前記正六面体定義ステップで定義した正六面体の頂点の座標情報および前記立体構造情報に基づいて、正六面体を構成する辺のいずれか１つと化合物の各構成原子に基づいて形成される面とが交点を有するか否かを判定する交点有無判定ステップと、
前記交点有無判定ステップの判定結果が交点を有すると判定された場合、正六面体の中心である候補点を前記表面点として定義する表面点定義ステップと、
をさらに含み、
前記特徴ベクトル情報生成ステップ、前記アラインメント試行ステップおよび前記化合物間類似度算出ステップにおいて、対象点は前記表面点定義ステップで定義した表面点であること
を特徴とする請求項１５に記載の化合物アラインメントプログラム。
【請求項１８】
前記アラインメント試行ステップは、
前記特徴ベクトル情報に基づいて予め選択した一方の化合物に対応する対象点と他方の化合物に対応する対象点との間の距離を算出し、算出した距離に基づいて対象点同士を重ね合わせるようにして化合物同士を重ね合わせることで化合物間のアラインメントを試行すること
を特徴とする請求項１５から１７のいずれか１つに記載の化合物アラインメントプログラム。
【請求項１９】
前記化合物間類似度算出ステップは、
対象点の座標情報から算出した一方の化合物に対応する対象点と他方の化合物に対応する対象点との間の距離に基づいて対象点を選定する対象点選定ステップと、
前記対象点選定ステップで選定した対象点の特徴ベクトル情報に基づいて、対象点間の類似度である対象点間類似度を算出する対象点間類似度算出ステップと、
前記対象点間類似度算出ステップで算出した対象点間類似度に基づいて、化合物間類似度を算出する対象点利用化合物間類似度算出ステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１５から１８のいずれか１つに記載の化合物アラインメントプログラム。
【請求項２０】
前記化合物間類似度算出ステップは、
化合物に対応する対象点の座標情報および当該化合物の構成原子の座標情報に基づいて、対象点に対応する方向ベクトル情報を定義する方向ベクトル情報定義ステップ
をさらに含み、
前記対象点選定ステップは、前記方向ベクトル情報定義ステップで定義した方向ベクトル情報および対象点の座標情報から算出した一方の化合物に対応する対象点と他方の化合物に対応する対象点との間の距離に基づいて対象点を選定すること
を特徴とする請求項１９に記載の化合物アラインメントプログラム。
【請求項２１】
前記対象点間類似度算出ステップは、
前記選定した対象点の特徴ベクトル情報同士において一致するベクトル成分の値を取得し、取得したベクトル成分の値の総和を対象点間類似度とする第１対象点間類似度算出ステップまたは前記選定した対象点の特徴ベクトル情報間の差分である差分ベクトル情報を算出し、算出した差分ベクトル情報の大きさを対象点間類似度とする第２対象点間類似度算出ステップ
をさらに含むことを特徴とする請求項１９または２０に記載の化合物アラインメントプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化合物の各構成原子の座標情報を含む立体構造情報に基づいて化合物同士を重ね合わせることで化合物間のアラインメント（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）を決定する化合物アラインメント装置、化合物アラインメント方法および化合物アラインメントプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
化合物間のアラインメントに関する手法として、タンパク質表面形状と物性に関するデータベースである「ｅＦ−Ｓｉｔｅ（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  ｓｕｒｆａｃｅ  ｏｆ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ−Ｓｉｔｅ）（非特許文献１参照）」で用いられているアラインメント手法やＳＱ法（非特許文献２参照）などが知られている。以下、ｅＦ−Ｓｉｔｅで用いられているアラインメント手法およびＳＱ法について説明する。
【０００３】
まず、ｅＦ−Ｓｉｔｅで用いられているアラインメント手法は、タンパク質表面領域間のアラインメントを決定するための手法である。具体的には、まず、取得した立体構造情報に基づいて、タンパク質表面領域の表面形状を作成し、さらにタンパク質表面領域を構成する各構成点の電位や疎水性の度合いを専用のプログラムを用いて取得する。ついで、クリーク検出法（ｃｌｉｑｕｅ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｍｅｔｈｏｄ）を用いて選択した構成点を基準としてクエリとなるタンパク質表面領域の表面形状と類似した表面形状を探索することで、タンパク質表面領域間のアラインメントを決定する。
【０００４】
つぎに、ＳＱ法は、低分子化合物間のアラインメントを決定するための手法である。具体的には、まず、取得した立体構造情報に基づいて、低分子化合物の構成原子を元素やｓｐ軌道、性質で４３種類に分類する。ついで、クリーク検出法を用いて選択した類似する特性を持つ構成原子を重ね合わせることで、低分子化合物間のアラインメントを決定する。
【０００５】
【非特許文献１】「ｅＦ−Ｓｉｔｅ」のホームページ「ｈｔｔｐ：／／ｅｆ−ｓｉｔｅ．ｐｒｏｔｅｉｎ．ｏｓａｋａ−ｕ．ａｃ．ｊｐ／ｅＦ−ｓｉｔｅ／」
【非特許文献２】Ｍｉｃｈａｅｌ  Ｄ．  Ｍｉｌｌｅｒ，  Ｒｏｂｅｒｔ  Ｐ．  Ｓｈｅｒｉｄａｎ，  ａｎｄ  Ｓｉｍｏｎ  Ｋ．  Ｋｅａｒｓｌｅｙ，  “ＳＱ：Ａ  Ｐｒｏｇｒａｍ  ｆｏｒ  Ｒａｐｉｄｌｙ  Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ  Ｐｈａｒｍａｃｏｐｈｏｒｉｃａｌｌｙ  Ｒｅｌｅｖｅｎｔ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｓｕｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎｓ”，  Ｊ．Ｍｅｄ．Ｃｈｅｍ．，  １９９９，  Ｖｏｌ．４２，  ｐｐ．１５０５−１５１４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したアラインメント手法では、クリーク検出法を用いた構成点や構成原子の選択に要する処理時間が構成点や構成原子の数の増加とともに増大するため、重ね合わせの際の対象となる対象点（具体的には上述した構成点や構成原子）の数が多い場合には必ずしも期待する処理時間で化合物間のアラインメントを決定することができなかった、という不都合があった。換言すると、対象点の増加とともに処理時間の長さが顕著になるため、対象点の数が多い場合、期待する精度のアラインメントを得るためには処理時間の増加が避けられないという問題点や、処理時間を短縮させようとした場合には精度が低下してしまうという問題点があった。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、対象点の数が多い場合でも精度を低下させずに短い処理時間で化合物間のアラインメントを決定することができる化合物アラインメント装置、化合物アラインメント方法および化合物アラインメントプログラム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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明にかかる請求項１に記載の化合物アラインメント装置、請求項８に記載の化合物アラインメント方法および請求項１５に記載の化合物アラインメントプログラムは、化合物の各構成原子の座標情報を含む立体構造情報に基づいて化合物同士を重ね合わせることで化合物間のアラインメントを決定する化合物アラインメント装置、化合物アラインメント方法および化合物アラインメント方法をコンピュータに実行させる化合物アラインメントプログラムにおいて、化合物の各構成原子の原子種情報をさらに含む前記立体構造情報を取得する立体構造情報取得手段（立体構造情報取得ステップ）と、前記立体構造情報取得手段（前記立体構造情報取得ステップ）で取得した立体構造情報に基づいて、化合物同士を重ね合わせる際の対象となる対象点を化合物ごとに予め定義し、対象点および当該対象点の近傍に存在する構成原子である近傍構成原子の間の距離と当該近傍構成原子の原子種との組み合わせで定義される特徴ベクトル情報を各対象点と対応付けて生成する特徴ベクトル情報生成手段（特徴ベクトル情報生成ステップ）と、前記特徴ベクトル情報生成手段（前記特徴ベクトル情報生成ステップ）で生成した特徴ベクトル情報に基づいて予め選択した一方の化合物に対応する対象点と他方の化合物に対応する対象点とを重ね合わせるようにして化合物同士を重ね合わせることで化合物間のアラインメントを試行するアラインメント試行手段（アラインメント試行ステップ）と、前記アラインメント試行手段（前記アラインメント試行ステップ）でアラインメントを試行した後の化合物を対象として、前記対象点の特徴ベクトル情報に基づいて化合物間の類似度である化合物間類似度を算出する化合物間類似度算出手段（化合物間類似度算出ステップ）と、前記化合物間類似度算出手段（前記化合物間類似度算出ステップ）で算出した化合物間類似度に基づいて化合物間のアラインメントを決定するアラインメント決定手段（アラインメント決定ステップ）と、を備えた（含む）ことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明にかかる請求項２に記載の化合物アラインメント装置、請求項９に記載の化合物アラインメント方法および請求項１６に記載の化合物アラインメントプログラムは、請求項１に記載の化合物アラインメント装置、請求項８に記載の化合物アラインメント方法および請求項１５に記載の化合物アラインメントプログラムにおいて、前記特徴ベクトル情報生成手段（前記特徴ベクトル情報生成ステップ）は、前記立体構造情報取得手段（前記立体構造情報取得ステップ）で取得した立体構造情報に対応する化合物の各構成原子を前記立体構造情報に基づいて分類することで複数の構成原子群を生成する構成原子群生成手段（構成原子群生成ステップ）と、前記構成原子群生成手段（前記構成原子群生成ステップ）で生成した複数の構成原子群の各構成原子の座標情報に基づいて、各構成原子群を代表する代表点を定義し、定義した代表点の座標情報を算出する代表点定義手段（代表点定義ステップ）と、をさらに備え（含み）、前記特徴ベクトル情報生成手段（前記特徴ベクトル情報生成ステップ）、前記アラインメント試行手段（前記アラインメント試行ステップ）および前記化合物間類似度算出手段（前記化合物間類似度算出ステップ）において、対象点は前記代表点定義手段（前記代表点定義ステップ）で定義した代表点であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかる請求項３に記載の化合物アラインメント装置、請求項１０に記載の化合物アラインメント方法および請求項１７に記載の化合物アラインメントプログラムは、請求項１に記載の化合物アラインメント装置、請求項８に記載の化合物アラインメント方法および請求項１５に記載の化合物アラインメントプログラムにおいて、前記特徴ベクトル情報生成手段（前記特徴ベクトル情報生成ステップ）は、前記立体構造情報取得手段（前記立体構造情報取得ステップ）で取得した立体構造情報に対応する化合物の周囲に当該化合物の表面を構成する表面点の候補となる候補点を複数定義し、前記立体構造情報に基づいて各候補点の座標情報を算出する候補点定義手段（候補点定義ステップ）と、前記候補点定義手段（前記候補点定義ステップ）で定義した候補点を中心とする正六面体を複数定義し、前記立体構造情報に基づいて正六面体の頂点の座標情報を算出する正六面体定義手段（正六面体定義ステップ）と、前記正六面体定義手段（前記正六面体定義ステップ）で定義した正六面体の頂点の座標情報および前記立体構造情報に基づいて、正六面体を構成する辺のいずれか１つと化合物の各構成原子に基づいて形成される面とが交点を有するか否かを判定する交点有無判定手段（交点有無判定ステップ）と、前記交点有無判定手段（前記交点有無判定ステップ）の判定結果が交点を有すると判定された場合、正六面体の中心である候補点を前記表面点として定義する表面点定義手段（表面点定義ステップ）と、をさらに備え（含み）、前記特徴ベクトル情報生成手段（前記特徴ベクトル情報生成ステップ）、前記アラインメント試行手段（前記アラインメント試行ステップ）および前記化合物間類似度算出手段（前記化合物間類似度算出ステップ）において、対象点は前記表面点定義手段（前記表面点定義ステップ）で定義した表面点であることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかる請求項４に記載の化合物アラインメント装置、請求項１１に記載の化合物アラインメント方法および請求項１８に記載の化合物アラインメントプログラムは、請求項１から３のいずれか１つに記載の化合物アラインメント装置、請求項８から１０のいずれか１つに記載の化合物アラインメント方法および請求項１５から１７のいずれか１つに記載の化合物アラインメントプログラムにおいて、前記アラインメント試行手段（前記アラインメント試行ステップ）は、前記特徴ベクトル情報に基づいて予め選択した一方の化合物に対応する対象点と他方の化合物に対応する対象点との間の距離を算出し、算出した距離に基づいて対象点同士を重ね合わせるようにして化合物同士を重ね合わせることで化合物間のアラインメントを試行することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかる請求項５に記載の化合物アラインメント装置、請求項１２に記載の化合物アラインメント方法および請求項１９に記載の化合物アラインメントプログラムは、請求項１から４のいずれか１つに記載の化合物アラインメント装置、請求項８から１１のいずれか１つに記載の化合物アラインメント方法および請求項１５から１８のいずれか１つに記載の化合物アラインメントプログラムにおいて、前記化合物間類似度算出手段（前記化合物間類似度算出ステップ）は、対象点の座標情報から算出した一方の化合物に対応する対象点と他方の化合物に対応する対象点との間の距離に基づいて対象点を選定する対象点選定手段（対象点選定ステップ）と、前記対象点選定手段（前記対象点選定ステップ）で選定した対象点の特徴ベクトル情報に基づいて、対象点間の類似度である対象点間類似度を算出する対象点間類似度算出手段（対象点間類似度算出ステップ）と、前記対象点間類似度算出手段（前記対象点間類似度算出ステップ）で算出した対象点間類似度に基づいて、化合物間類似度を算出する対象点利用化合物間類似度算出手段（対象点利用化合物間類似度算出ステップ）と、をさらに備えた（含む）ことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明にかかる請求項６に記載の化合物アラインメント装置、請求項１３に記載の化合物アラインメント方法および請求項２０に記載の化合物アラインメントプログラムは、請求項５に記載の化合物アラインメント装置、請求項１２に記載の化合物アラインメント方法および請求項１９に記載の化合物アラインメントプログラムにおいて、前記化合物間類似度算出手段（前記化合物間類似度算出ステップ）は、化合物に対応する対象点の座標情報および当該化合物の構成原子の座標情報に基づいて、対象点に対応する方向ベクトル情報を定義する方向ベクトル情報定義手段（方向ベクトル情報定義ステップ）をさらに備え（含み）、前記対象点選定手段（前記対象点選定ステップ）は、前記方向ベクトル情報定義手段（前記方向ベクトル情報定義ステップ）で定義した方向ベクトル情報および対象点の座標情報から算出した一方の化合物に対応する対象点と他方の化合物に対応する対象点との間の距離に基づいて対象点を選定することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明にかかる請求項７に記載の化合物アラインメント装置、請求項１４に記載の化合物アラインメント方法および請求項２１に記載の化合物アラインメントプログラムは、請求項５または６に記載の化合物アラインメント装置、請求項１２または１３に記載の化合物アラインメント方法および請求項１９または２０に記載の化合物アラインメントプログラムにおいて、前記対象点間類似度算出手段（前記対象点間類似度算出ステップ）は、前記選定した対象点の特徴ベクトル情報同士において一致するベクトル成分の値を取得し、取得したベクトル成分の値の総和を対象点間類似度とする第１対象点間類似度算出手段（第１対象点間類似度算出ステップ）または前記選定した対象点の特徴ベクトル情報間の差分である差分ベクトル情報を算出し、算出した差分ベクトル情報の大きさを対象点間類似度とする第２対象点間類似度算出手段（第２対象点間類似度算出ステップ）をさらに備えた（含む）ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明にかかる請求項１に記載の化合物アラインメント装置、請求項８に記載の化合物アラインメント方法および請求項１５に記載の化合物アラインメントプログラムは、化合物の各構成原子の座標情報および原子種情報を含む立体構造情報を取得し、取得した立体構造情報に基づいて、化合物同士を重ね合わせる際の対象となる対象点を化合物ごとに予め定義し、対象点および当該対象点の近傍に存在する構成原子である近傍構成原子の間の距離と当該近傍構成原子の原子種との組み合わせで定義される特徴ベクトル情報を各対象点と対応付けて生成し、生成した特徴ベクトル情報に基づいて予め選択した一方の化合物に対応する対象点と他方の化合物に対応する対象点とを重ね合わせるようにして化合物同士を重ね合わせることで化合物間のアラインメントを試行し、アラインメントを試行した後の化合物を対象として、対象点の特徴ベクトル情報に基づいて化合物間の類似度である化合物間類似度を算出し、算出した化合物間類似度に基づいて化合物間のアラインメントを決定する。これにより、対象点の数が多い場合でも精度を低下させずに短い処理時間で化合物間のアラインメントを決定することができる、という効果を奏する。
【００１６】
また、本発明にかかる請求項２に記載の化合物アラインメント装置、請求項９に記載の化合物アラインメント方法および請求項１６に記載の化合物アラインメントプログラムは、特徴ベクトル情報生成手段（特徴ベクトル情報生成ステップ）において、取得した立体構造情報に対応する化合物の各構成原子を立体構造情報に基づいて分類することで複数の構成原子群を生成し、生成した複数の構成原子群の各構成原子の座標情報に基づいて、各構成原子群を代表する代表点を定義し、定義した代表点の座標情報を算出し、定義した代表点を対象点とする。これにより、対象とする化合物がタンパク質表面領域などの構成原子数の多いものである場合でも精度を低下させずに、より短い処理時間で化合物間のアラインメントを決定することができる、という効果を奏する。
【００１７】
また、本発明にかかる請求項３に記載の化合物アラインメント装置、請求項１０に記載の化合物アラインメント方法および請求項１７に記載の化合物アラインメントプログラムは、特徴ベクトル情報生成手段（特徴ベクトル情報生成ステップ）において、取得した立体構造情報に対応する化合物の周囲（予め設定した所定の範囲（例えば化合物の構成原子の中心座標からの距離が数Å以内の空間））に当該化合物の表面（具体的には当該化合物の溶媒露出表面）を構成する表面点の候補となる候補点を複数定義し（例えば候補点を一定間隔（例えば１Å間隔）で複数定義し）、立体構造情報に基づいて各候補点の座標情報を算出し、定義した候補点を中心とする正六面体を複数定義し（具体的には候補点を１．０Å間隔で定義した場合は、候補点を中心とする辺の長さが１．０Åの正六面体を複数定義し）、立体構造情報に基づいて正六面体の頂点の座標情報を算出し、定義した正六面体の頂点の座標情報および立体構造情報に基づいて、正六面体を構成する辺のいずれか１つと化合物の各構成原子に基づいて形成される面とが交点を有するか否か（換言すると、化合物の各構成原子に基づいて形成される面が正六面体を横切っているか否か）を判定し、判定結果が交点を有すると判定された場合、正六面体の中心である候補点を表面点として定義し、定義した表面点を対象点とする。これにより、対象とする化合物がタンパク質表面領域の場合にはタンパク質表面領域の形状を考慮してタンパク質表面領域間のアラインメントを決定することができる、という効果を奏する。
【００１８】
また、本発明にかかる請求項４に記載の化合物アラインメント装置、請求項１１に記載の化合物アラインメント方法および請求項１８に記載の化合物アラインメントプログラムは、アラインメント試行手段（アラインメント試行ステップ）において、特徴ベクトル情報に基づいて予め選択した一方の化合物に対応する対象点と他方の化合物に対応する対象点との間の距離を算出し、算出した距離に基づいて対象点同士を重ね合わせるようにして化合物同士を重ね合わせることで化合物間のアラインメントを試行する。これにより、例えば対象点間の距離（例えばＲＭＳＤ（Ｒｏｏｔ  Ｍｅａｎｓ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｄｅｖｉａｔｉｏｎ：平均二乗誤差））が最も小さくなるように対象点同士を重ね合わせるようにして化合物同士を重ね合わせることができる、という効果を奏する。
【００１９】
また、本発明にかかる請求項５に記載の化合物アラインメント装置、請求項１２に記載の化合物アラインメント方法および請求項１９に記載の化合物アラインメントプログラムは、化合物間類似度算出手段（化合物間類似度算出ステップ）において、対象点の座標情報から算出した一方の化合物に対応する対象点と他方の化合物に対応する対象点との間の距離に基づいて対象点を選定し、選定した対象点の特徴ベクトル情報に基づいて、対象点間の類似度である対象点間類似度を算出し、算出した対象点間類似度に基づいて、化合物間類似度を算出する。これにより、対象点ごとに付加された特徴ベクトル情報を利用して化合物間類似度を効率よく算出することができる、という効果を奏する。
【００２０】
また、本発明にかかる請求項６に記載の化合物アラインメント装置、請求項１３に記載の化合物アラインメント方法および請求項２０に記載の化合物アラインメントプログラムは、化合物間類似度算出手段（化合物間類似度算出ステップ）において、化合物に対応する対象点の座標情報および当該化合物の構成原子の座標情報に基づいて、対象点に対応する方向ベクトル情報を定義し、対象点選定手段（対象点選定ステップ）において、定義した方向ベクトル情報および対象点の座標情報から算出した一方の化合物に対応する対象点と他方の化合物に対応する対象点との間の距離に基づいて対象点を選定する。これにより、対象とする化合物がタンパク質表面領域の場合にはタンパク質表面の向きもさらに考慮して対象点（表面点）を選定することができる、という効果を奏する。
【００２１】
また、本発明にかかる請求項７に記載の化合物アラインメント装置、請求項１４に記載の化合物アラインメント方法および請求項２１に記載の化合物アラインメントプログラムは、対象点間類似度算出手段（対象点間類似度算出ステップ）において、選定した対象点の特徴ベクトル情報同士において一致するベクトル成分の値を取得し、取得したベクトル成分の値の総和を対象点間類似度とする、または、選定した対象点の特徴ベクトル情報間の差分である差分ベクトル情報を算出し、算出した差分ベクトル情報の大きさを対象点間類似度とする。これにより、特徴ベクトル情報間の類似性に着目して対象点間類似度を算出することができる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明にかかる化合物アラインメント装置、化合物アラインメント方法および化合物アラインメントプログラムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２３】
まず、本実施の形態の化合物アラインメント装置１００の構成について、図１を参照して説明する。図１は、化合物アラインメント装置１００の構成を示すブロック図であり、該構成のうち本発明に関係する部分のみを概念的に示している。化合物アラインメント装置１００は、化合物の各構成原子の座標情報を含む立体構造情報に基づいて化合物同士を重ね合わせることで化合物間のアラインメントを決定する。すなわち、化合物同士の最適な重ね合わせを決定する。そして、化合物アラインメント装置１００は、化合物アラインメント装置１００を統括的に制御するＣＰＵ等の制御部１０２と、ルータ等の通信装置および専用線等の有線または無線の通信回線を介して化合物アラインメント装置１００をネットワーク３００に通信可能に接続する通信インターフェース部１０４と、各種のデータベースやテーブルやファイルなどを格納する記憶部１０６と、入力装置１１２や出力装置１１４に接続する入出力インターフェース部１０８と、で構成されており、これら各部は任意の通信路を介して通信可能に接続されている。
【００２４】
なお、ネットワーク３００は、化合物アラインメント装置１００と外部システム２００とを相互に通信可能に接続する機能を有し、例えばインターネットやＬＡＮ等である。
【００２５】
また、外部システム２００は、ネットワーク３００を介して化合物アラインメント装置１００と相互に通信可能に接続され、立体構造情報や原子の性質等に関する外部データベースや、化合物間のアラインメントを実行するための外部プログラム等を提供する機能など、を有する。ここで、外部システム２００はＷＥＢサーバやＡＳＰサーバ等として構成してもよく、そのハードウェアは一般に市販されるワークステーションやパーソナルコンピュータ等の情報処理装置およびその付属装置で構成してもよい。また、外部システム２００の各機能は外部システム２００のハードウェア構成中のＣＰＵやディスク装置やメモリ装置や入力装置や出力装置や通信制御装置等およびそれらを制御するプログラム等で実現される。
【００２６】
記憶部１０６は、ストレージ手段であり、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリ装置や、ハードディスクのような固定ディスク装置や、フレキシブルディスクや、光ディスク等を用いることができる。そして、記憶部１０６は、図示の如く、立体構造情報ファイル１０６ａと、特徴ベクトル情報ファイル１０６ｂと、アラインメント後立体構造情報ファイル１０６ｃと、化合物間類似度ファイル１０６ｄと、アラインメント結果ファイル１０６ｅと、を格納する。
【００２７】
まず、立体構造情報ファイル１０６ａは、化合物の各構成原子の座標情報および原子種情報を含む立体構造情報を格納する。ここで、立体構造情報ファイル１０６ａに格納される情報について図２を参照して説明する。図２は、立体構造情報ファイル１０６ａに格納される情報の一例を示す図である。図２に示すように、立体構造情報ファイル１０６ａは、化合物を一意に識別するための化合物識別情報と、化合物の構成原子を一意に識別するための原子識別情報と、構成原子の座標情報（ｘ座標値、ｙ座標値、ｚ座標値）と、構成原子の原子種情報（例えば、構成原子の元素に関する情報や構成原子の物理化学的性質（例えば疎水性や親水性、硫黄、水素結合ドナー、アクセプターなど）に関する情報など）と、を相互に関連付けて格納する。
【００２８】
再び図１に戻り、特徴ベクトル情報ファイル１０６ｂは、後述する特徴ベクトル情報生成部１０２ｂで生成した特徴ベクトル情報を格納する。ここで、特徴ベクトル情報ファイル１０６ｂに格納される情報について図３を参照して説明する。図３は、特徴ベクトル情報ファイル１０６ｂに格納される情報の一例を示す図である。図３に示すように、特徴ベクトル情報ファイル１０６ｂは、化合物識別情報と、対象点（具体的には、構成原子、後述する代表点定義部１０２ｂ２で定義される代表点または後述する表面点定義部１０２ｂ６で定義される表面点）を一意に識別するための対象点識別情報（具体的には、対象点が構成原子である場合は原子識別情報であり、対象点が代表点である場合は代表点を一意に識別するための代表点識別情報であり、対象点が表面点である場合は表面点を一意に識別するための表面点識別情報）と、対象点の座標情報（ｘ座標値、ｙ座標値、ｚ座標値）と、特徴ベクトル情報（第１成分、第２成分、・・・、第Ｎ成分）と、を相互に関連付けて格納する。
【００２９】
再び図１に戻り、アラインメント後立体構造情報ファイル１０６ｃは、後述するアラインメント試行部１０２ｃでアラインメントを試行した後の立体構造情報（座標変換後の立体構造情報）を格納する。ここで、アラインメント後立体構造情報ファイル１０６ｃに格納される情報について図４を参照して説明する。図４は、アラインメント後立体構造情報ファイル１０６ｃに格納される情報の一例を示す図である。図４に示すように、アラインメント後立体構造情報ファイル１０６ｃは、後述するアラインメント試行部１０２ｃで繰り返し行われるアラインメント試行処理を区別するためのアラインメント試行番号と、化合物識別情報と、原子識別情報と、座標変換後の構成原子の座標情報（ｘ座標値、ｙ座標値、ｚ座標値）と、を相互に関連付けて格納する。
【００３０】
再び図１に戻り、化合物間類似度ファイル１０６ｄは、後述する化合物間類似度算出部１０２ｄで算出した化合物間類似度を格納する。ここで、化合物間類似度ファイル１０６ｄに格納される情報について図５を参照して説明する。図５は、化合物間類似度ファイル１０６ｄに格納される情報の一例を示す図である。図５に示すように、化合物間類似度ファイル１０６ｄは、アラインメント試行番号と、化合物間類似度と、を相互に関連付けて格納する。
【００３１】
再び図１に戻り、アラインメント結果ファイル１０６ｅは、後述するアラインメント決定部１０２ｅで決定した化合物間のアラインメントの結果を格納する。ここで、アラインメント結果ファイル１０６ｅに格納される情報について図６を参照して説明する。図６は、アラインメント結果ファイル１０６ｅに格納される情報の一例を示す図である。図６に示すように、アラインメント結果ファイル１０６ｅは、化合物識別情報と、原子識別情報と、座標変換後の構成原子の座標情報（ｘ座標値、ｙ座標値、ｚ座標値）と、化合物間類似度と、を相互に関連付けて格納する。
【００３２】
再び図１に戻り、通信インターフェース部１０４は、化合物アラインメント装置１００とネットワーク３００（またはルータ等の通信装置）との間における通信を媒介する。すなわち、通信インターフェース部１０４は、他の端末と通信回線を介してデータを通信する機能を有する。
【００３３】
また、入出力インターフェース部１０８は、入力装置１１２や出力装置１１４に接続する。ここで、出力装置１１４には、モニタ（家庭用テレビを含む）の他、スピーカやプリンタを用いることができる（なお、以下で、出力装置１１４をモニタとして記載する場合がある。）。また、入力装置１１２には、キーボードやマウスやマイクの他、マウスと協働してポインティングデバイス機能を実現するモニタを用いることができる。
【００３４】
また、制御部１０２は、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）等の制御プログラム、各種の処理手順等を規定したプログラムおよび所要データを格納するための内部メモリを有し、これらのプログラムに基づいて種々の処理を実行するための情報処理を行う。そして、制御部１０２は、図示の如く、大別して、立体構造取得部１０２ａと、特徴ベクトル情報生成部１０２ｂと、アラインメント試行部１０２ｃと、化合物間類似度算出部１０２ｄと、アラインメント決定部１０２ｅと、を備えている。
【００３５】
まず、立体構造取得部１０２ａは、化合物の各構成原子の座標情報および原子種情報を含む立体構造情報を取得する。
【００３６】
また、特徴ベクトル情報生成部１０２ｂは、立体構造情報取得部１０２ａで取得した立体構造情報に基づいて、化合物同士を重ね合わせる際の対象となる対象点を化合物ごとに予め定義し、対象点および当該対象点の近傍に存在する構成原子である近傍構成原子の間の距離と当該近傍構成原子の原子種との組み合わせ（後述する図１３参照）で定義される特徴ベクトル情報を各対象点と対応付けて生成する。なお、本実施の形態においては、対象点として、構成原子や後述する代表点定義部１０２ｂ２で定義される代表点、後述する表面点定義部１０２ｂ６で定義される表面点を定義することができる。ここで、特徴ベクトル情報生成部１０２ｂの構成について図７を参照して説明する。図７は、特徴ベクトル情報生成部１０２ｂの構成を示すブロック図であり、該構成のうち本発明に関係する部分のみを概念的に示している。特徴ベクトル情報生成部１０２ｂは、構成原子群生成部１０２ｂ１と、代表点定義部１０２ｂ２と、候補点定義部１０２ｂ３と、正六面体定義部１０２ｂ４と、交点有無判定部１０２ｂ５と、表面点定義部１０２ｂ６と、をさらに備えている。構成原子群生成部１０２ｂ１は、立体構造情報取得部１０２ａで取得した立体構造情報に対応する化合物の各構成原子を立体構造情報に基づいて分類することで複数の構成原子群を生成する。代表点定義部１０２ｂ２は、構成原子群生成部１０２ｂ１で生成した複数の構成原子群の各構成原子の座標情報に基づいて、各構成原子群を代表する代表点を定義し、定義した代表点の座標情報を算出する。候補点定義部１０２ｂ３は、立体構造情報取得部１０２ａで取得した立体構造情報に対応する化合物の周囲（予め設定した所定の範囲（例えば化合物の構成原子の中心座標からの距離が数Å以内の空間））に当該化合物の表面（具体的には当該化合物の溶媒露出表面）を構成する表面点の候補となる候補点を複数定義し（例えば候補点を一定間隔（例えば１Å間隔）で複数定義し）、立体構造情報に基づいて各候補点の座標情報を算出する。正六面体定義部１０２ｂ４は、候補点定義部１０２ｂ３で定義した候補点を中心とする正六面体を複数定義し（具体的には候補点を１．０Å間隔で定義した場合は、候補点を中心とする辺の長さが１．０Åの正六面体を複数定義し）、立体構造情報に基づいて正六面体の頂点の座標情報を算出する。交点有無判定部１０２ｂ５は、正六面体定義部１０２ｂ４で定義した正六面体の頂点の座標情報および立体構造情報に基づいて、正六面体を構成する辺のいずれか１つと化合物の各構成原子に基づいて形成される面（具体的には構成原子のファンデルワールス（ＶＤＷ）半径およびプローブ原子（０．５Å）を考慮して形成される面）とが交点を有するか否か（換言すると、化合物の各構成原子に基づいて形成される面が正六面体を横切っているか否か）を判定する。表面点定義部１０２ｂ６は、交点有無判定部１０２ｂ５の判定結果が交点を有すると判定された場合、正六面体の中心である候補点を表面点として定義する。一方、交点有無判定部１０２ｂ５の判定結果が交点を有すると判定されなかった場合、正六面体の中心である候補点を破棄する。換言すると、正六面体の全ての頂点が化合物の内側または外側であった場合、候補点を破棄する。
【００３７】
再び図１に戻り、アラインメント試行部１０２ｃは、特徴ベクトル情報生成部１０２ｂで生成した特徴ベクトル情報に基づいて予め選択した一方の化合物に対応する対象点と他方の化合物に対応する対象点とを重ね合わせるようにして化合物同士を重ね合わせることで化合物間のアラインメントを試行する。具体的には、特徴ベクトル情報に基づいて予め選択した一方の化合物に対応する対象点と他方の化合物に対応する対象点との間の距離（例えばＲＭＳＤ（Ｒｏｏｔ  Ｍｅａｎｓ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｄｅｖｉａｔｉｏｎ：平均二乗誤差））に基づいて対象点同士を重ね合わせるようにして化合物同士を重ね合わせることで化合物間のアラインメントを試行する。
【００３８】
再び図１に戻り、化合物間類似度算出部１０２ｄは、アラインメント試行部１０２ｃでアラインメントを試行した後の化合物を対象として、対象点の特徴ベクトル情報に基づいて化合物間の類似度である化合物間類似度を算出する。ここで、化合物間類似度算出部１０２ｄの構成について図８を参照して説明する。図８は、化合物間類似度算出部１０２ｄの構成を示すブロック図であり、該構成のうち本発明に関係する部分のみを概念的に示している。化合物間類似度算出部１０２ｄは、対象点選定部１０２ｄ１と、対象点間類似度算出部１０２ｄ２と、対象点利用化合物間類似度算出部１０２ｄ３と、方向ベクトル情報定義部１０２ｄ４と、をさらに備えている。対象点選定部１０２ｄ１は、対象点の座標情報から算出した一方の化合物に対応する対象点と他方の化合物に対応する対象点との間の距離に基づいて対象点を選定する。なお、対象点選定部１０２ｄ１は、後述する方向ベクトル情報定義部１０２ｄ４で定義した方向ベクトル情報および対象点の座標情報から算出した一方の化合物に対応する対象点と他方の化合物に対応する対象点との間の距離に基づいて対象点を選定してもよい。対象点間類似度算出部１０２ｄ２は、対象点選定部１０２ｄ１で選定した対象点の特徴ベクトル情報に基づいて、対象点間の類似度である対象点間類似度を算出する。ここで、対象点間類似度算出部１０２ｄ２は、第１対象点間類似度算出部１０２ｄ２１と、第２対象点間類似度算出部１０２ｄ２２と、をさらに備えている。第１対象点間類似度算出部１０２ｄ２１は、対象点選定部１０２ｄ１で選定した対象点の特徴ベクトル情報同士において一致するベクトル成分の値を取得し、取得したベクトル成分の値の総和を対象点間類似度とする。第２対象点間類似度算出部１０２ｄ２２は、対象点選定部１０２ｄ１で選定した対象点の特徴ベクトル情報間の差分である差分ベクトル情報を算出し、算出した差分ベクトル情報の大きさを対象点間類似度とする。対象点利用化合物間類似度算出部１０２ｄ３は、対象点間類似度算出部１０２ｄ２で算出した対象点間類似度に基づいて、化合物間類似度を算出する。方向ベクトル情報定義部１０２ｄ４は、化合物に対応する対象点の座標情報および当該化合物の構成原子の座標情報に基づいて、対象点に対応する方向ベクトル情報（対象点が表面点である場合は、表面点の向き、つまり表面の向きを表すベクトル情報）を定義する。
【００３９】
再び図１に戻り、アラインメント決定部１０２ｅは、化合物間類似度算出部１０２ｄで算出した化合物間類似度に基づいて化合物間のアラインメントを決定する。
【００４０】
以上の構成において、化合物アラインメント装置１００の制御部１０２で行われるメイン処理を、図９から図１２などを参照して説明する。図９は、化合物アラインメント装置１００の制御部１０２で行われるメイン処理の一例を示すフローチャートである。
【００４１】
まず、立体構造取得部１０２ａで、立体構造情報を取得し、取得した立体構造情報を立体構造情報ファイル１０６ａの所定の記憶領域に格納する（ステップＳＡ−１）。ここで、立体構造情報には、ＰＤＢ（Ｐｒｏｔｅｉｎ  Ｄａｔａ  Ｂａｎｋ）形式のものやｍｏｌ２形式（Ｔｒｉｐｏｓ社（会社名）の分子ファイル形式）のものなどを用いることができる。
【００４２】
ついで、特徴ベクトル情報生成部１０２ｂで、立体構造情報取得部１０２ａで取得した立体構造情報に基づいて、化合物同士を重ね合わせる際の対象となる対象点を化合物ごとに予め定義し、特徴ベクトル情報を各対象点と対応付けて生成し、生成した特徴ベクトル情報を特徴ベクトル情報ファイル１０６ｂの所定の記憶領域に格納する（ステップＳＡ−２）。なお、上述したように、本実施の形態においては、対象点として、構成原子や、後述する代表点定義部１０２ｂ２で定義される代表点や、後述する表面点定義部１０２ｂ６で定義される表面点を定義することができる。ここで、（１）対象点として構成原子を定義する場合、（２）対象点として代表点を定義する場合、（３）対象点として表面点を定義する場合、の順に、特徴ベクトル情報生成部１０２ｂで行われる特徴ベクトル情報生成処理を説明する。
【００４３】
（１）対象点として構成原子を定義する場合
特徴ベクトル情報生成部１０２ｂで、ステップＳＡ−１で取得した立体構造情報に基づいて、構成原子および当該構成原子の近傍に存在する構成原子である近傍構成原子の間の距離と当該近傍構成原子の原子種との組み合わせで定義される特徴ベクトル情報を各構成原子と対応付けて生成する。ここで、特徴ベクトル情報の生成手順について具体的に説明する。
【００４４】
まず、取得した化合物Ａの立体構造情報に含まれる各構成原子の原子種情報を所定の分類基準に基づいて複数に分類する（手順１）。具体的には、原子種情報が元素に関する情報である場合は、元素の種類に応じて分類し、各分類結果に対応する所定の元素分類識別番号を付加する。例えば、元素を、Ｏ（酸素）、Ｃ（炭素）、Ｎ（窒素）、Ｓ（硫黄）、Ｐ（リン）、それ以外、に分類し、各分類結果に対応する元素分類識別番号（例えば、分類結果が「酸素」である場合は元素分類識別番号「１」）を原子識別情報と関連付けて付加する。また、具体的には、原子種情報が原子の物理化学的性質に関する情報である場合は、その物理化学的性質に応じて分類し、所定の性質分類識別番号を付加する。例えば、物理化学的性質を、水素結合ドナー、アクセプター、水素結合ドナーかつアクセプター、疎水性原子、硫黄原子、親水性原子などに分類し、各分類結果に対応する性質分類識別番号（例えば、分類結果が「水素結合ドナー」である場合は性質分類識別番号「１」）を原子識別情報と関連付けて付加する。なお、以下に続く特徴ベクトル情報の生成手順の説明では原子種情報が元素に関する情報であることを前提とする。
【００４５】
ついで、当該化合物Ａを構成するある１つの構成原子ａ（１）と化合物Ａの他の構成原子（構成原子ａ（１）を除く）との間の距離を、構成原子の座標情報に基づいてそれぞれ算出し、算出した距離の値を所定の距離範囲で複数に分類し、各分類結果に対応する所定の距離分類識別番号を付加する（手順２）。
【００４６】
ついで、手順１で分類した際に化合物Ａの各構成原子に付加された元素分類識別番号および手順２で分類した際に化合物Ａの各構成原子に付加された距離分類識別番号の組み合わせに基づいて、図１３に示す特徴ベクトル情報定義表を参照して、構成原子ａ（１）に対応する特徴ベクトル情報を生成する（手順３）。ここで、図１３に示す特徴ベクトル情報定義表について説明する。図１３は、特徴ベクトル情報定義表の一例を示す図である。図１３において、「ａ（ｊ）」は前記化合物Ａの他の構成原子を示し、「ｊ」は原子識別情報を示す。また、「ｔ」は、手順１で付加された元素分類識別番号を示し、本特徴ベクトル情報の生成手順の説明においては１から６の整数値である。また、「ｓ」は、手順２で付加された距離分類識別番号を示し、本特徴ベクトル情報の生成手順の説明においては０から２の整数値である。また、「ｄ」は、前記所定の距離範囲の区切りとなる値（例えば２．０Å）を示す。また、本特徴ベクトル情報の生成手順の説明において、距離分類識別番号「ｓ」と前記所定の距離範囲との関係は、手順２で算出した距離が、距離範囲「０〜ｄ」の場合は「ｓ＝０」とし、距離範囲「ｄ〜２ｄ」の場合は「ｓ＝１」とし、距離範囲「２ｄ〜３ｄ」の場合は「ｓ＝２」とする。なお、距離分類識別番号「ｓ」の取り得る値の範囲は、前記所定の距離範囲の区分数に応じて設定することができ、元素分類識別番号「ｔ」の取り得る値の範囲は分類する元素の数に応じて設定することができる。つまり、特徴ベクトル情報の次元数は適宜設定することができる。また、「Ｃ01」〜「Ｃ26」は、特徴ベクトル情報の各ベクトル成分を示し、下記数式１で定義される。
【００４７】
【数１】
2006134252.tif 000003
数式１において、「ｊ」は前記化合物Ａの他の構成原子の原子識別情報を示す。また、「ｃ（ｊ）st」は、下記数式２で定義される。
【００４８】
【数２】
2006134252.tif 000004
数式２において、「ｌij」は、化合物Ａの構成原子ａ（ｉ）と化合物Ａの構成原子ａ（ｊ）との間の距離を示す。
【００４９】
ここで、「ｄ」を２．０とし、「ｓ」を０、１、２の３要素とし、「ｔ」を１から６の６要素として、図１４に示す低分子化合物を構成する構成原子ａ（１）に対応する特徴ベクトル情報を、数式１および数式２に基づいて算出する。まず、構成原子ａ（１）以外の構成原子の１つである構成原子ａ（５）の元素が「酸素」であり（元素分類識別番号「ｔ」として予め「１」が付加されている）、図１５に示すように、構成原子ａ（１）と構成原子ａ（５）との距離「ｌ15」が１．８（Å）である場合、構成原子ａ（５）の元素分類識別番号が「ｔ＝１」であるので、数式２において、「ｔ＝２〜６」に対応する「ｃ（５）st」は０となり、「ｃ（５）01」、「ｃ（５）11」および「ｃ（５）21」が値を持つ。そして、数式２より、「ｃ（５）01」、「ｃ（５）11」および「ｃ（５）21」はそれぞれ以下のように定まる。
「ｃ（５）01」＝１−｜１．８−２．０×０｜÷２．０＝１−０．９＝０．１
「ｃ（５）11」＝１−｜１．８−２．０×１｜÷２．０＝１−０．１＝０．９
「ｃ（５）21」＝１−｜１．８−２．０×２｜÷２．０＝１−１．１＝０．０
（なお、「ｃ（５）21」において、「｜１．８−２．０×２｜÷２．０」の値は１以上であるので、「ｃ（５）21」＝０である。）
これにより、（「ｃ（５）01」，「ｃ（５）02」，「ｃ（５）03」，「ｃ（５）04」，「ｃ（５）05」，「ｃ（５）06」，「ｃ（５）11」，「ｃ（５）12」，「ｃ（５）13」，「ｃ（５）14」，「ｃ（５）15」，「ｃ（５）16」，「ｃ（５）21」，「ｃ（５）22」，「ｃ（５）23」，「ｃ（５）24」，「ｃ（５）25」，「ｃ（５）26」）＝（０．１，０．０，０．０，０．０，０．０，０．０，０．９，０．０，０．０，０．０，０．０，０．０，０．０，０．０，０．０，０．０，０．０，０．０）となる。
そして、構成原子ａ（５）以外の他の構成原子（ａ（１）を除く）に対しても同様に「ｃ（ｊ）st」を算出し、数式１に示すように「ｃ（ｊ）st」の値を合計することで、構成原子ａ（１）に対応する特徴ベクトル情報を算出する。
【００５０】
ついで、手順２および手順３を、前記化合物Ａの他の構成原子（ａ（１）を除く）に対しても同様に行う（手順４）。これにより、化合物Ａの全ての構成原子（例えば、図１４における構成原子ａ（１）〜ａ（９））対して特徴ベクトル情報を生成することができた。なお、取得した化合物Ｂに対しても手順１から手順４を同様に行うことで、化合物Ｂの全ての構成原子に対して特徴ベクトル情報を生成する。以上、特徴ベクトル情報の生成手順の説明を終了する。
【００５１】
（２）対象点として代表点を定義する場合（特徴ベクトル情報生成処理（その１）：図１０参照）
まず、構成原子群生成部１０２ｂ１で、立体構造情報取得部１０２ａで取得した立体構造情報に対応する化合物の各構成原子を立体構造情報に基づいて分類することで複数の構成原子群を生成する（ステップＳＢ−１）。
【００５２】
ついで、代表点定義部１０２ｂ２で、ステップＳＢ−１で生成した複数の構成原子群の各構成原子の座標情報に基づいて、各構成原子群を代表する代表点を定義し（例えば構成原子群の中心を代表点として定義し）、定義した代表点の座標情報を算出する（ステップＳＢ−２）。
【００５３】
ついで、特徴ベクトル情報生成部１０２ｂで、ステップＳＡ−１で取得した立体構造情報に基づいて、ステップＳＢ−２で定義した代表点および当該代表点の近傍に存在する構成原子である近傍構成原子の間の距離と当該近傍構成原子の原子種との組み合わせで定義される特徴ベクトル情報を各代表点と対応付けて生成する（ステップＳＢ−３）。なお、ステップＳＢ−３における特徴ベクトル情報は、上述した特徴ベクトル情報の生成手順（手順１〜手順４）と同様にして生成する。
【００５４】
（３）対象点として表面点を定義する場合（特徴ベクトル情報生成処理（その２）：図１１参照）
まず、候補点定義部１０２ｂ３で、ステップＳＡ−１で取得した立体構造情報に対応する化合物の周囲（予め設定した所定の範囲（例えば化合物の構成原子の中心座標からの距離が数Å以内の空間））に当該化合物の表面（具体的には当該化合物の溶媒露出表面）を構成する表面点の候補となる候補点を複数定義し（例えば候補点を一定間隔（例えば１Å間隔）で複数定義し）、立体構造情報に基づいて各候補点の座標情報を算出する（ステップＳＣ−１）。
【００５５】
ついで、正六面体定義部１０２ｂ４で、ステップＳＣ−１で定義した候補点を中心とする正六面体を複数定義し（具体的には候補点を１．０Å間隔で定義した場合は、候補点を中心とする辺の長さが１．０Åの正六面体を複数定義し）、立体構造情報に基づいて正六面体の頂点の座標情報を算出する（ステップＳＣ−２）。
【００５６】
ついで、交点有無判定部１０２ｂ５で、ステップＳＣ−２で定義した正六面体の頂点の座標情報および立体構造情報に基づいて、正六面体を構成する辺のいずれか１つと化合物の各構成原子に基づいて形成される面（具体的には構成原子のファンデルワールス（ＶＤＷ）半径およびプローブ原子（０．５Å）を考慮して形成される面）とが交点を有するか否かを判定する（ステップＳＣ−３）。換言すると、正六面体の全ての頂点が化合物の内側または外側であるか否かを判定する。また、換言すると、化合物の各構成原子に基づいて形成される面が正六面体を横切っているか否かを判定する。
【００５７】
ついで、表面点定義部１０２ｂ６で、ステップＳＣ−３の判定結果が交点を有すると判定された場合（ステップＳＣ−４：Ｙｅｓ）、正六面体の中心である候補点を表面点として定義する（ステップＳＣ−５）。換言すると、図１６に示すように、正六面体の全ての頂点が化合物表面の内側または外側であった場合、当該正六面体の候補点を破棄し、そして、残った候補点を表面点として定義する。
【００５８】
再び図１１に戻り、特徴ベクトル情報生成部１０２ｂで、ステップＳＡ−１で取得した立体構造情報に基づいて、ステップＳＣ−５で定義した表面点および当該表面点の近傍に存在する構成原子である近傍構成原子の間の距離と当該近傍構成原子の原子種との組み合わせで定義される特徴ベクトル情報を各表面点と対応付けて生成する（ステップＳＣ−６）。なお、ステップＳＣ−６における特徴ベクトル情報は、上述した特徴ベクトル情報の生成手順（手順１〜手順４）と同様にして生成する。以上、特徴ベクトル情報生成処理の説明を終了する。
【００５９】
再び図９に戻り、アラインメント試行部１０２ｃで、ステップＳＡ−２で生成した特徴ベクトル情報に基づいて予め選択した一方の化合物に対応する対象点と他方の化合物に対応する対象点とを重ね合わせるようにして化合物同士を重ね合わせることで化合物間のアラインメントを試行し、アラインメントを試行した際に行われた座標変換により座標情報が変換された立体構造情報をアラインメント後立体構造情報ファイル１０６ｃの所定の記憶領域に格納する（ステップＳＡ−３）。具体的には、特徴ベクトル情報に基づいて予め選択した一方の化合物に対応する対象点と他方の化合物に対応する対象点との間の距離（例えばＲＭＳＤ（Ｒｏｏｔ  Ｍｅａｎｓ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｄｅｖｉａｔｉｏｎ：平均二乗誤差））に基づいて対象点同士を重ね合わせるようにして化合物同士を重ね合わせることで化合物間のアラインメントを試行する。
【００６０】
ここで、ステップＳＡ−３で行われる処理の一例について説明する。まず、アラインメント試行部１０２ｃで、化合物Ａから３つの対象点（対象点ａ１、対象点ａ２、対象点ａ３）を任意に選択する。ついで、アラインメント試行部１０２ｃで、化合物Ａから選択した対象点ごとに、類似した特徴を持つ（具体的には、特徴ベクトル情報の差が小さい（所定の閾値以下の）または３つの対象点が作る三角形の形状が近い）対象点を化合物Ｂから選択する。なお、化合物Ａの対象点全てに対し、化合物Ｂの対象点の全てと特徴ベクトル情報の差を計算し、計算した特徴ベクトル情報の差が所定の閾値以下の対象点を残し（この時点で、構成原子の局所環境が似ている対象点が残ることになる）、化合物Ａおよび化合物Ｂのそれぞれで残った対象点から任意にそれぞれ３つの対象点を選択してもよい。これにより、化合物Ｂからも３つの対象点（対象点ａ１に対応する対象点ｂ１、対象点ａ２に対応する対象点ｂ２、対象点ａ３に対応する対象点ｂ３）が選択された。ついで、アラインメント試行部１０２ｃで、対象点ａ１、対象点ａ２および対象点ａ３で構成される三角形の重心点ａｇの座標情報ならびに対象点ｂ１、対象点ｂ２および対象点ｂ３で構成される三角形の重心点ｂｇの座標情報を算出する。ついで、アラインメント試行部１０２ｃで、重心点ａｇおよび重心点ｂｇを重ね合わせ、そして、対になっている対象点間の距離（具体的には、対象点ａ１と対象点ｂ１との間の距離ｄ１、対象点ａ２と対象点ｂ２との間の距離ｄ２、対象点ａ３と対象点ｂ３との間の距離ｄ３）を算出する。ついで、アラインメント試行部１０２ｃで、算出した距離（具体的には、距離ｄ１、距離ｄ２、距離ｄ３）のＲＭＳＤ（Ｒｏｏｔ  Ｍｅａｎｓ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｄｅｖｉａｔｉｏｎ：平均二乗誤差）が最小になるように化合物Ａおよび化合物Ｂを回転させたり移動させたりすることで化合物間のアラインメントを試行する。以上、ステップＳＡ−３で行われる処理の一例の説明を終了する。
【００６１】
ついで、化合物間類似度算出部１０２ｄで、ステップＳＡ−３でアラインメントを試行した後の化合物を対象として、対象点の特徴ベクトル情報に基づいて化合物間の類似度である化合物間類似度を算出し、算出した化合物間類似度を化合物間類似度ファイル１０６ｄの所定の記憶領域に格納する（ステップＳＡ−４）。ここで、化合物間類似度算出部１０２ｄで行われる化合物間類似度算出処理について図１２を参照して説明する。図１２は、化合物間類似度算出部１０２ｄで行われる化合物間類似度算出処理の一例を示すフローチャートである。
【００６２】
まず、対象点選定部１０２ｄ１で、対象点の座標情報（座標変換後の座標情報）から算出した一方の化合物に対応する対象点と他方の化合物に対応する対象点との間の距離に基づいて対象点を選定する（ステップＳＤ−１）。具体的には、化合物Ａの対象点ａと最も近い距離にある化合物Ｂの対象点ｂを得る。
【００６３】
ついで、対象点間類似度算出部１０２ｄ２で、ステップＳＤ−１で選定した対象点の特徴ベクトル情報に基づいて、対象点間の類似度である対象点間類似度を算出する（ステップＳＤ−２）。具体的には、選定した化合物Ａの対象点ａと化合物Ｂの対象点ｂとの間の対象点間類似度を対象点ａの特徴ベクトル情報ｖａおよび対象点ｂの特徴ベクトル情報ｖｂに基づいて算出する。なお、ステップＳＤ−２において、第１対象点間類似度算出部１０２ｄ２１で、ステップＳＤ−１で選定した対象点の特徴ベクトル情報同士において小さい（または一致する）ベクトル成分の値を取得し、取得したベクトル成分の値の総和を対象点間類似度としてもよく、また、第２対象点間類似度算出部１０２ｄ２２で、ステップＳＤ−１で選定した対象点の特徴ベクトル情報間の差分である差分ベクトル情報を算出し、算出した差分ベクトル情報の大きさを対象点間類似度としてもよい。また、具体的には、ステップＳＤ−１において化合物Ａの対象点ａと当該対象点ａに最も近い化合物Ｂの対象点ｂとの距離が所定値以上であった（つまり、対象点ａと対象点ｂとの距離が離れていた）場合には、当該対象点ａと当該対象点ｂとの間の対象点間類似度に所定の値を設定してもよい。これにより、離れている対象点間の対象点間類似度に対して重み付けをすることができる。
【００６４】
ついで、対象点利用化合物間類似度算出部１０２ｄ３で、ステップＳＤ−２で算出した対象点間類似度に基づいて、化合物間類似度を算出する（ステップＳＤ−３）。具体的には、対象点間類似度の総和を化合物間類似度とする。
【００６５】
なお、ステップＳＤ−１において、対象点として表面点を定義した場合、まず、方向ベクトル情報定義部１０２ｄ４で、化合物に対応する表面点の座標情報（座標変換後の座標情報）および当該化合物の構成原子の座標情報（座標変換後の座標情報）に基づいて、表面点に対応する方向ベクトル情報（構成原子の中心から表面点の中心を結ぶ、化合物の表面の向きを表す方向ベクトル情報）を定義してから、対象点選定部１０２ｄ１で、定義した方向ベクトル情報および表面点の座標情報（座標変換後の座標情報）から算出した一方の化合物に対応する表面点と他方の化合物に対応する表面点との間の距離に基づいて表面点を選定してもよい。具体的には、化合物Ａの表面点Ａに対して、方向ベクトル情報同士のなす角度が一致または所定値（例えば９０°）以内であり、表面点同士の距離が所定値（例えば２．０Å）以内である化合物Ｂの表面点Ｂを得てもよい。換言すると、空間位置と方向ベクトルの一致する表面点の組を得てもよい。以上、化合物間類似度算出処理の説明を終了する。
【００６６】
ここで、ステップＳＡ−３およびステップＳＡ−４は、対象点の全ての組み合わせについて行う。
【００６７】
ついで、アラインメント決定部１０２ｅで、ステップＳＡ−４で算出した化合物間類似度に基づいて化合物間のアラインメントを決定し、決定したアラインメントの結果をアラインメント結果ファイル１０６ｅの所定の記憶領域に格納する（ステップＳＡ−５）。具体的には、化合物間類似度ファイル１０６ｄに格納されている化合物間類似度のうち最も数値の良かったもの（例えば最も化合物間類似度の値が小さいもの）に対応する化合物間のアラインメントを最終的な化合物間のアラインメントとする。
【００６８】
以上、メイン処理の説明を終了する。
【００６９】
以上説明したように、化合物アラインメント装置１００は、立体構造情報取得部１０２ａで、立体構造情報を取得し、特徴ベクトル情報生成部１０２ｂで、取得した立体構造情報に基づいて、化合物同士を重ね合わせる際の対象となる対象点を化合物ごとに予め定義し、特徴ベクトル情報を各対象点と対応付けて生成し、アラインメント試行部１０２ｃで、生成した特徴ベクトル情報または立体構造情報に基づいて予め選択した一方の化合物に対応する対象点と他方の化合物に対応する対象点とを重ね合わせるようにして化合物同士を重ね合わせることで化合物間のアラインメントを試行し、化合物間類似度算出部１０２ｄで、アラインメントを試行した後の化合物を対象として、対象点の特徴ベクトル情報に基づいて化合物間の類似度である化合物間類似度を算出し、アラインメント決定部１０２ｅで、算出した化合物間類似度に基づいて化合物間のアラインメントを決定する。これにより、対象点の数が多い場合でも精度を低下させずに短い処理時間で化合物間のアラインメントを決定することができる。また、特徴ベクトル情報には近傍の構成原子との位置関係と近傍の構成原子の原子種とを加味されているので、アラインメントの試行において選択された対象点の組は各対象点の近傍の構成原子の構造が考慮されたものである。ここで、類似性の高い２つの化合物の構造が最適にアラインメントされた時、重なり合った領域を局所的に見ても構造の類似した箇所が多く存在するはずであるので、局所的な構造が類似した対象点同士で２つの構造を重ね合わせれば結果として全体の類似性が高くなるようにアラインメントができる、と考えられる。そこで、当該考えのもと、特徴ベクトル情報には対象点近傍の構成原子の原子種の情報だけでなく対称点近傍の構成原子との距離の情報も持たせている。また、アラインメントの試行において、２つの化合物の構造間で類似した特性を持つ構成原子を探す際に、「〜２Åまでが似ている原子」、「〜４Åまでが似ている原子」と複数に分けて計算できるため、例えば「〜２Å」で多数の箇所が見つかり、組み合わせの数が膨大になってしまう場合には、「〜４Å」を採用して組み合わせの数を絞り込むことができる。
【００７０】
また、化合物アラインメント装置１００において、特徴ベクトル情報生成部１０２ｂは、構成原子群生成部１０２ｂ１で、取得した立体構造情報に対応する化合物の各構成原子を立体構造情報に基づいて分類することで複数の構成原子群を生成し、代表点定義部１０２ｂ２で、生成した複数の構成原子群の各構成原子の座標情報に基づいて、各構成原子群を代表する代表点を定義し、定義した代表点の座標情報を算出する。また、特徴ベクトル情報生成部１０２ｂ、アラインメント試行部１０２ｃおよび化合物間類似度算出部１０２ｄにおいて、対象点は代表点定義部１０２ｂ２で定義した代表点とする。これにより、対象とする化合物がタンパク質表面領域などの構成原子数の多いものである場合でも精度を低下させずに、より短い処理時間で化合物間のアラインメントを決定することができる。
【００７１】
また、化合物アラインメント装置１００において、特徴ベクトル情報生成部１０２ｂは、候補点定義部１０２ｂ３で、取得した立体構造情報に対応する化合物の周囲（予め設定した所定の範囲（例えば化合物の構成原子の中心座標からの距離が数Å以内の空間））に当該化合物の表面（具体的には当該化合物の溶媒露出表面）を構成する表面点の候補となる候補点を複数定義し（例えば候補点を一定間隔（例えば１Å間隔）で複数定義し）、立体構造情報に基づいて各候補点の座標情報を算出し、正六面体定義部１０２ｂ４で、定義した候補点を中心とする正六面体を複数定義し（具体的には候補点を１．０Å間隔で定義した場合は、候補点を中心とする辺の長さが１．０Åの正六面体を複数定義し）、立体構造情報に基づいて正六面体の頂点の座標情報を算出し、交点有無判定部１０２ｂ５で、定義した正六面体の頂点の座標情報および立体構造情報に基づいて、正六面体を構成する辺のいずれか１つと化合物の各構成原子に基づいて形成される面とが交点を有するか否か（換言すると、化合物の各構成原子に基づいて形成される面が正六面体を横切っているか否か）を判定し、表面点定義部１０２ｂ６で、判定結果が交点を有すると判定された場合、正六面体の中心である候補点を表面点として定義する。また、特徴ベクトル情報生成部１０２ｂ、アラインメント試行部１０２ｃおよび化合物間類似度算出部１０２ｄにおいて、対象点は表面点定義部１０２ｂ６で定義した表面点とする。これにより、対象とする化合物がタンパク質表面領域の場合にはタンパク質表面領域の形状を考慮してタンパク質表面領域間のアラインメントを決定することができる。すなわち、タンパク質の表面（溶媒露出表面）領域の形状を複数の表面点の集合で近似的に表現して、タンパク質表面領域間のアラインメントを決定することができる。
【００７２】
また、化合物アラインメント装置１００において、アラインメント試行部１０２ｃは、特徴ベクトル情報に基づいて予め選択した一方の化合物に対応する対象点と他方の化合物に対応する対象点との間の距離に基づいて対象点同士を重ね合わせるようにして化合物同士を重ね合わせることで化合物間のアラインメントを試行する。これにより、例えば対象点間の距離（例えばＲＭＳＤ（Ｒｏｏｔ  Ｍｅａｎｓ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｄｅｖｉａｔｉｏｎ：平均二乗誤差））が最も小さくなるように対象点同士を重ね合わせるようにして化合物同士を重ね合わせることができる。
【００７３】
また、化合物アラインメント装置１００において、化合物間類似度算出部１０２ｄは、対象点選定部１０２ｄ１で、対象点の座標情報から算出した一方の化合物に対応する対象点と他方の化合物に対応する対象点との間の距離に基づいて対象点を選定し、対象点間類似度算出部１０２ｄ２で、選定した対象点の特徴ベクトル情報に基づいて、対象点間の類似度である対象点間類似度を算出し、対象点利用化合物間類似度算出部１０２ｄ３で、算出した対象点間類似度に基づいて、化合物間類似度を算出する。これにより、化合物間類似度の算出を効率よく行うことができる。なお、化合物間類似度算出部１０２ｄにおいて、方向ベクトル情報定義部１０２ｄ４で、化合物に対応する対象点の座標情報および当該化合物の構成原子の座標情報に基づいて、対象点に対応する方向ベクトル情報を定義し、対象点選定部１０２ｄ１で、定義した方向ベクトル情報および対象点の座標情報から算出した一方の化合物に対応する対象点と他方の化合物に対応する対象点との間の距離に基づいて対象点を選定してもよい。これにより、対象とする化合物がタンパク質表面領域の場合にはタンパク質表面の向きもさらに考慮して対象点（表面点）を選定することができる。また、対象点間類似度算出部１０２ｄ２は、第１対象点間類似度算出部１０２ｄ２１で、選定した対象点の特徴ベクトル情報同士において一致するベクトル成分の値を取得し、取得したベクトル成分の値の総和を対象点間類似度としてもよく、また、第２対象点間類似度算出部１０２ｄ２２で、選定した対象点の特徴ベクトル情報間の差分である差分ベクトル情報を算出し、算出した差分ベクトル情報の大きさを対象点間類似度としてもよい。これにより、特徴ベクトル情報間の類似性に着目して対象点間類似度を算出することができる。
【００７４】
また、化合物アラインメント装置１００は、アラインメント試行部１０２ｃでアラインメントを試行せずに、化合物間類似度算出部１０２ｄで、特徴ベクトル情報を用いて化合物間類似度を算出してもよい。これにより、処理時間を短縮することができるので、例えば数万の低分子化合物構造データベースからクエリの化合物と類似したものを検索する場合の１次スクリーニングに利用することができる。具体的には、まず、化合物Ａの複数の特徴ベクトル情報と化合物Ｂの複数の特徴ベクトル情報との全ての組み合わせについて、下記数式３で示す距離ｄABを算出する。
【００７５】
【数３】
2006134252.tif 000005
ここで、ｇ（ａi）は化合物Ａの対象点ａiの特徴ベクトル情報を示し、ｇ（ｂj）は化合物Ｂの対象点ｂjの特徴ベクトル情報を示す。また、ＮＡは化合物Ａの対象点の総数を示し、ＮＢは化合物Ｂの対象点の総数を示す。
【００７６】
また、同様に、下記数式４および数式５で示す距離ｄAAおよびｄBBを算出する。
【数４】
2006134252.tif 000006
【数５】
2006134252.tif 000007
【００７７】
ついで、ｄAB、ｄAAおよびｄBBに基づいて、下記数式６で定義されるＣABを化合物Ａと化合物Ｂとの化合物間類似度として求める。
【数６】
2006134252.tif 000008
なお、ＣABは０〜１の値を取り、ＣAB＝１の時は化合物Ａおよび化合物Ｂの全ての特徴ベクトル情報が一致したことを示す。つまり、化合物Ａと化合物Ｂとの構造が完全に一致する場合を含め化合物間の構造類似性が非常に高いことを示している。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
以上のように、本発明にかかる化合物アラインメント装置、化合物アラインメント方法および化合物アラインメントプログラムは、例えば薬剤分子などの低分子化合物やリガンド結合部位などのタンパク質表面領域などのアラインメントに好適であり、医療や創薬（例えば薬剤設計など）などの分野において極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】化合物アラインメント装置１００の構成を示すブロック図である。
【図２】立体構造情報ファイル１０６ａに格納される情報の一例を示す図である。
【図３】特徴ベクトル情報ファイル１０６ｂに格納される情報の一例を示す図である。
【図４】アラインメント後立体構造情報ファイル１０６ｃに格納される情報の一例を示す図である。
【図５】化合物間類似度ファイル１０６ｄに格納される情報の一例を示す図である。
【図６】アラインメント結果ファイル１０６ｅに格納される情報の一例を示す図である。
【図７】特徴ベクトル情報生成部１０２ｂの構成を示すブロック図である。
【図８】化合物間類似度算出部１０２ｄの構成を示すブロック図である。
【図９】化合物アラインメント装置１００の制御部１０２で行われるメイン処理の一例を示すフローチャートである。
【図１０】特徴ベクトル情報生成部１０２ｂで行われる特徴ベクトル生成処理（その１）の一例を示すフローチャートである。
【図１１】特徴ベクトル情報生成部１０２ｂで行われる特徴ベクトル生成処理（その２）の一例を示すフローチャートである。
【図１２】化合物間類似度算出部１０２ｄで行われる化合物間類似度算出処理の一例を示すフローチャートである。
【図１３】特徴ベクトル情報定義表の一例を示す図である。
【図１４】低分子化合物の一例を模式的に示す図である。
【図１５】構成原子ａ（１）と構成原子ａ（５）との距離「ｌ15」を模式的に示す図である。
【図１６】定義される候補点および表面点の一例を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００８０】
１００  化合物アラインメント装置
１０２  制御部
１０２ａ  立体構造情報取得部
１０２ｂ  特徴ベクトル情報生成部
１０２ｂ１  構成原子群生成部
１０２ｂ２  代表点定義部
１０２ｂ３  候補点定義部
１０２ｂ４  正六面体定義部
１０２ｂ５  交点有無判定部
１０２ｂ６  表面点定義部
１０２ｃ  アラインメント試行部
１０２ｄ  化合物間類似度算出部
１０２ｄ１  対象点選定部
１０２ｄ２  対象点間類似度算出部
１０２ｄ２１  第１対象点間類似度算出部
１０２ｄ２２  第２対象点間類似度算出部
１０２ｄ３  対象点利用化合物間類似度算出部
１０２ｄ４  方向ベクトル情報定義部
１０２ｅ  アラインメント決定部
１０４  通信インターフェース部
１０６  記憶部
１０６ａ  立体構造情報ファイル
１０６ｂ  特徴ベクトル情報ファイル
１０６ｃ  アラインメント後立体構造情報ファイル
１０６ｄ  化合物間類似度ファイル
１０６ｅ  アラインメント結果ファイル
１０８  入出力インターフェース部
１１２  入力装置
１１４  出力装置
２００  外部システム
３００  ネットワーク
【図１】
2006134252.tif 000009
【図２】
2006134252.tif 000010
【図３】
2006134252.tif 000011
【図４】
2006134252.tif 000012
【図５】
2006134252.tif 000013
【図６】
2006134252.tif 000014
【図７】
2006134252.tif 000015
【図８】
2006134252.tif 000016
【図９】
2006134252.tif 000017
【図１０】
2006134252.tif 000018
【図１１】
2006134252.tif 000019
【図１２】
2006134252.tif 000020
【図１３】
2006134252.tif 000021
【図１４】
2006134252.tif 000022
【図１５】
2006134252.tif 000023
【図１６】
2006134252.tif 000024