BioStation
BioStationViewer Open Ver.1 Rev.23

ユーザマニュアル
(Lite 版)

2021 年 7 月

目次
1 機能概要.............................................................................................................................. 1
2 使用方法.............................................................................................................................. 2
2.1 起動方法 ....................................................................................................................... 2
2.2 メニューの説明 .............................................................................................................. 2
2.2.1 File ファイル操作 .................................................................................................... 3
2.2.2 Viewpoint 視点操作 ............................................................................................ 22
2.2.3 Model 表示形式指定............................................................................................ 24
2.2.4 Color 色指定 ......................................................................................................... 30
2.2.5 Selection 選択指定 .............................................................................................. 31
2.2.6 Tool ツール機能 ................................................................................................... 33
2.2.7 Monitor モニター機能 .......................................................................................... 42
2.2.8 Edit 編集機能 ...................................................................................................... 53
2.2.9 Preferences プリファレンス指定 ............................................................................. 53
2.2.10 Help ヘルプ機能................................................................................................ 59
2.3 即時実行機能.............................................................................................................. 60
2.4 断面指定 ..................................................................................................................... 62
2.5 トラジェクトリー機能 ...................................................................................................... 64
2.5.1 ファイル形式 ......................................................................................................... 64
2.5.2 表示指定 .............................................................................................................. 66
2.6 VISCANA 機能 ........................................................................................................... 70
2.6.1 メニュー ................................................................................................................ 71
2.6.2 Data タブ指定 ....................................................................................................... 73
2.6.3 Analysis ............................................................................................................... 76
2.7 IFIE MAP 表示機能 ................................................................................................... 78
2.8 FILM 等値面表示 ....................................................................................................... 89
2.9 基本動作 ..................................................................................................................... 94
2.9.1 表示の拡大、縮小、回転、移動.............................................................................. 94
2.9.2 分子構造の座標の回転、移動 ............................................................................... 94
2.9.3 可視化領域の制御 ................................................................................................ 94
2.10 対象選択方法............................................................................................................ 96
2.11 表示形式等の指定 .................................................................................................... 97
2.12 解析領域表示指定 .................................................................................................... 98
2.13 Molda ...................................................................................................................... 100i2.13.1 DNA 構造作成.................................................................................................. 100
2.13.2 RNA 構造作成 .................................................................................................. 103
2.13.3 DNA 塩基置換.................................................................................................. 105
2.13.4 RNA 塩基置換 .................................................................................................. 109
2.13.5 DNA 塩基補完.................................................................................................. 113
2.13.6 RNA 塩基補完 .................................................................................................. 127
3 使用例 ............................................................................................................................. 132
3.1 ABINIT-MP 計算結果表示 ....................................................................................... 132
3.1.1 分子構造表示 ..................................................................................................... 132
3.1.2 色付けを変更した表示 ........................................................................................ 135
3.1.3 ラベル表示 ......................................................................................................... 137
3.1.4 電子密度の等値面表示 ...................................................................................... 138
3.1.5 電子密度の等値面上に静電ポテンシャルの値により色付けした表示 .................... 139
3.1.6 静電ポテンシャルの等値面表示 .......................................................................... 140
3.1.7 分子軌道の等値面表示 ...................................................................................... 141
3.1.8 電場ベクトルの表示............................................................................................. 142
3.2 エストロゲン受容体－リガンド複合体の構造表示例 ..................................................... 145
3.2.1 ペプチド鎖の Cα line 表示 ................................................................................. 145
3.2.2 ペプチド鎖の Cα line 表示＋リガンド表示形式変更 ............................................ 146
3.2.3 ペプチド鎖の Cα line 表示＋リガンド表示＋選択した残基の表示 ........................ 149
3.2.4 リガンド＋荷電残基表示 ...................................................................................... 151
3.2.5 リガンド周辺表示と距離表示 ................................................................................ 153
3.3 フラグメント間相互作用エネルギー表示例 .................................................................. 155
3.3.1 ファイル入力 ....................................................................................................... 155
3.3.2 フラグメント間相互作用エネルギー表示の指定 .................................................... 156
3.3.3 閾値を指定して表示............................................................................................ 157
3.3.4 指定したフラグメント間の相互作用エネルギー表示 .............................................. 158
3.4 重ね合わせ操作例 .................................................................................................... 159
3.4.1 ファイル入力 ....................................................................................................... 159
3.4.2 すべてのＣαを用いた指定による重ね合わせ ...................................................... 160
3.4.3 指定した残基内の原子(Cα)指定による重ね合わせ .............................................. 160
3.5 水素原子付加の操作例 ............................................................................................. 163
3.6 フラグメント間相互作用エネルギー 多対１の例 .......................................................... 165
3.7 トラジェクトリー表示例................................................................................................. 166
3.7.1 グリシンの例 ........................................................................................................ 166
3.7.2 Si8 の例 .............................................................................................................. 167

ii

3.7.3 トラジェクトリー表示の動画ファイルを作成 ............................................................ 168
3.8 結晶系の表示例 ........................................................................................................ 171
3.8.1 ファイルの読み込み、等値面の表示 .................................................................... 171
3.8.2 周期表示 ............................................................................................................ 172
3.8.3 断面の表示 ......................................................................................................... 172
3.8.4 ボンドの表示 ....................................................................................................... 175
3.9 CHPI プログラム使用例 ............................................................................................. 176
3.9.1 CH/π相互作用の探索方法................................................................................. 176
3.9.2 入力パラメータ編集 ............................................................................................. 177
3.9.3 PI 情報ファイル編集 ............................................................................................ 180
3.9.4 起動 ................................................................................................................... 184
3.10 CNS 形式の電子密度グリッドデータの解析例 ........................................................... 186
3.10.1 AJF ファイルの作成例 ....................................................................................... 186
3.10.2 CNS 形式の電子密度グリッドデータの表示例 .................................................... 187
3.10.3 タンパク質周囲の電子密度のみを抽出する例 .................................................... 188
3.10.4 グリッドデータの比較 ......................................................................................... 189
4 チュートリアル ................................................................................................................... 190
4.1 アライメント指定の VISCANA 機能............................................................................ 190
4.1.1 CPF ファイルの準備 ............................................................................................ 190
4.1.2 配列データの取得............................................................................................... 190
4.1.3 配列データの編集............................................................................................... 192
4.1.4 アラインメントデータの取得 .................................................................................. 193
4.1.5 アラインメントデータの編集 .................................................................................. 195
4.1.6 アラインメントデータの配置 .................................................................................. 196
4.1.7 VISCANA 実行 .................................................................................................. 197
5 超分子計算 ...................................................................................................................... 201
6 構造最適化のオプション ................................................................................................... 204
7 インストール ...................................................................................................................... 208
7.1 配布形式 ................................................................................................................... 208
7.2 システムのインストール ............................................................................................... 208
7.3 動作環境 ................................................................................................................... 208
7.4 ファイルの取得 .......................................................................................................... 208
7.5 Reduce の設定 .......................................................................................................... 209
7.6 Babel の設定 ............................................................................................................. 210
7.7 Bond Builder の使用方法 ......................................................................................... 211
7.8 TINKER の設定........................................................................................................ 212iii

8 謝辞 ................................................................................................................................. 213
9 参考文献.......................................................................................................................... 215

iv

1 機能概要
BioStationViewer の主な機能は、
1) タンパク質の分子構造の表示
2) 電子密度、静電ポテンシャル、分子軌道の等値面、断面表示
3) 電子密度等値面上に静電ポテンシャルの値による色付けした表示
4) 分子構造の編集
5) フラグメント間相互作用解析の表示
6) 電場ベクトルの表示
7) 分子構造の時系列変化のアニメーション表示です。
図 1.1 に電子密度等値面上に静電ポテンシャルの値により色付けした表示例を示します。

図 1.1 電子密度等値面上に静電ポテンシャルの値により色付けした表示例

1

2 使用方法
2.1 起動方法
デスクトップのアイコンをダブルクリックして起動します。起動画面を図 2.1 に示します。

左側に分子構造を Tree 図で表示し、中央に 3D 表示、右側に即時実行機能のボタンを表示します。メニューバーより表示指定のメニューを表示し、各種指定を行えます。Tree 図は、チェーン、残基、原子の階層で表示されます。Tree 図をピックすると、該当の原子等がハイライトされ、表示されている構造をピックすると該当する Tree 図中の原子等がハイライトされます。下部にはメッセージが表示されます。

図 2.1

メイン画面

図 2.2

メニュー

2.2 メニューの説明
メイン画面のメニューの説明をします。

2

2.2.1 File ファイル操作

図 2.3

File メニュー

 Open PDB フ ァ イ ル (*.pdb,*.ent) 、 ABINIT-MP Check Point File(*.cpf) 、
ABINIT-MP Grid File(*.den,*esp,*.map,*.mo,*.efv) 、 MOL2 フ ァ イ ル (*.mol2) 、
MDL フ ァ イ ル (*.mol, *.mdl),Gaussian Cube ファ イ ル (*.cube,*.cub), Gaussian
output フ ァ イ ル (*.gout),XYZ フ ァ イ ル (*.xyz), Mopac input/output フ ァ イ ル(*.min,*.arc),トラジェクトリｰファイル(*.trj,*.tr2,*.tj2,trj2)、Pno ファイル(*.pno),表示属
性ファイル（*.prof）を読みます。各ファイルの仕様は以下の URL より参照してください

ABINIT-MP : http://www.fsis.iis.u-tokyo.ac.jp/result/software
cpf ファイルは、zip、gz の圧縮ファイルの読み込みが可能です。



PDB ファイル：http://www.rcsb.org/

MOL2 ファイル： http://chemyang.ccnu.edu.cn/ccb/server/AIMMS/mol2.pdf

MDL ファイル：

Gaussian Cube ファイル： http://www.gaussian.com の G03 Manual Pages
Gaussian output ファイルXYZ ファイル：初めに原子数、コメント、その後原子数分１行に原子記号、ｘ座標、ｙ座標、ｚ座標が記述された形式。拡張として、BioStation Viewer では、座標の後ろに x,y,z のベクトル量を指定して、原子ごとのベクトル表示が可能です。ベクトルの表
示属性の変更は Preference 指定の Arrow を参照してください。

Mopac input/output ファイル: Dewar, M.J.S., Thiel, W., J. Am. Chem. Soc., 1977,

3

99, 4899, 3907



トラジェクトリ－ファイル：2.5.1 参照

Pno ファイル：http://www.fsis.iis.u-tokyo.ac.jp/result/software 参照



表示属性ファイル:表示形式を保存し、そのファイルを読み込むことにより表示を再現できます。以下に対応している機能を示します。


CPF,PDF を 1 つ含むこと。他の構造ファイルは未対応

View Point



Model



Color



Atom,Residue の個別表示指定(Model,Color,Label)

Tool(Display * in Distance, Set Rotation Center )Monitor(Distance, Angle, Dihedral Angle, Interaction Energy, IFIE
1:1,N:1Preference1) 分子構造ファイル
PDB ファイル、ABINIT-MP Check Point File、MOL2 ファイル、MDL ファイル、XYZ ファ
イル、Gaussian output ファイル、Mopac input/output ファイルを読み込んだ場合は分子構造が表示されます。読み込んだ後の表示形式は、原子の数が 300 より少ない場合は Stick、
300 以上の場合は CA(Line)になります。
2) ABINIT-MP Grid File、Gaussian Cube ファイル
ABINIT-MP Grid File の拡張子の意味は、
ⅰ) den：電子密度ⅱ) esp：静電ポテンシャルⅲ) map：電子密度の等値面上に静電ポテンシャルをマップしたファイルⅳ) mo：分子軌道ⅴ) efv：電場ベクトルです。ABINIT-MP Grid File を読み込んだ場合には、表示する等値面を指定します。
Gaussian Cube ファイルの場合は、そのファイルが電子密度、静電ポテンシャル、分子軌道の指定、周期表示時の境界の値の補填指定をおこない、そのそれぞれの表示指定を行います。Periodical grid value は、格子データを周期表示した場合に、端の境界１セル分を補って表示する場合は on に、補わない場合は off にします。指定画面を図 2.4 に示します。

4

図 2.4 Gaussian Cube ファイルの指定画面
3) 電子密度の表示指定
電子密度指定画面を図 2.5 に示します。表示する等値面の値、色、透明度、格子データ領
域の表示、断面を指定します。色付けの方法は 2 つあり、単一で指定する方法と、最小値、最大値を指定しその範囲で色を割り当て、指定された値の色で表示する方法があります。範囲で指定した場合は値の低→高に合わせて、青→緑→赤と変化します。図 2.6 に単一色のカラー選択画面を示します。
等値面の値は、値指定があります。
σ指定があり、σは、以下の式で算出され、1 以上の場合は 1 として扱われます。現在このσ指定は保留となっています。
2 1/2

∑𝑁
𝑖=1{𝜌(𝑥𝑖 , 𝑦𝑖 , 𝑧𝑖 ) − 𝜌̅ }σ[ρ] = []𝑁

Section の”Set”ボタンをクリックすると断面の指定画面が表示されます。断面指定の説明は、
2.3 節に示します。
4) Density ファイルから CNS ファイル変換
電子密度ファイルを読み込んだ場合は、File メニューSave CNS File が表示され、指定されたファイルに CNS 形式で格納されます。

5

図 2.5 等値面の指定画面

図 2.6 カラー選択画面
5) 電子密度の周期境界表示指定
電子密度ファイル(*.den)、CNS ファイルを読み込んだ場合、このデータを Unit Cell として、指定された周期境界表示を行うことができます。
電子密度等値面指定画面の Tool→Periodic を選択すると周期指定画面が表示されます。

6

図 2.7 周期表示指定画面
分子構造を包含するように表示(Fit Molecule)とマニュアルで周期数を指定するモード(Manual)があります。
a)

Fit Molecule
x,y,z

b)

それぞれ、分子構造からのマージンを指定します。

Manualx,y,zそれぞれ、個数(Num)、開始位置(Start)、間隔(Interval)を指定します。

個数は、いくつ周期表示するかを指定します。
開始位置は、表示開始の位置を指定します。オリジナルの位置は０です。
間隔は、デフォルトでは、ファイルに記述の値が表示されます。
6) マップファイル、静電ポテンシャルの指定
マップファイルの場合には、表示する等値面の値、静電ポテンシャルの値の範囲を指定します。指定画面を図 2.8 に示します。デフォルトでは値が高→低の変化に合わせて、表示色が赤→白→青に変化します。値の範囲指定のボタンを”Min Max(red,blue)”にすると表示色が青→白→赤に変化します。
静電ポテンシャルの場合は指定された値の±の２つの等値面を表示します。

図 2.8 マップファイル、静電ポテンシャルの指定画面

7

7) 分子軌道表示の指定
分子軌道の場合は各軌道のエネルギーのグラフが表示されます。グラフ表示画面を図2.9 に示します。グラフ上にマウスを移動すると、
軌道番号、エネルギーの値がグラフの下に表示されます。グラフをクリックすると、Mo No.に
その軌道番号が設定されます。ここに、軌道番号を直接入力することも可能です。Draw ボタ
ンをクリックすると指定された値の±の等値面を表示します。
”＋”、”－“ボタンをクリックすることによりグラフの拡大縮小が可能です。Line Width でグ
ラフの太さを指定できます。等値面の色は、カラー選択画面で指定可能です。また、Color(-,+)は Color(+,-)と変更可能で、選択されたときに±の色が入れ替わります。色付けする 値 の 範 囲 を Min,Max で 指 定 し ま す 。
Transparency で 透 明 度 を 指 定 し ま す 。
Section で断面を指定します。
Gaussian Cube ファイルの場合はエネルギ
ーの値がないので、複数の軌道の記述がある
場合は、１から順にグラフが表示されます。

図 2.9

8

分子軌道の等値面指定画面

8) 電場ベクトルの表示指定
電場ベクトルファイルを読み込むと図 2.10 に示す指定画面が表示され、３D 表示にはデフォルトの表示指定での電場ベクトルが表示されます。電場ベクトルは、指定された等値面上の点を基準として表示されます。表示指定を以下に説明します。

図 2.10

電場ベクトル指定画面

Map Property 電場ベクトル表示の元となる等値面の指定をおこないますValue of Density Isosurface
表示する電子密度の等値面の値を指定します。



Min Max(blue,red)/ (red,blue)
等値面上に色付けする静電ポテンシャルの値を指定します。デフォルトでは値が高→低の変化に合わせて、表示色が赤→白→青に変化します。値の範囲指定のボタンを”Min Max(red,blue)にすると表示色が青→白→赤に変化します。

Transparency
透明度を指定します。

Bounding Box

9格子データの境界の表示の有無を指定します。
SectionSet ボタンをクリックすると断面指定画面が表示されます。断面指定は 2.3 節で説
明します。



Electric Field Vector Property 電場ベクトル表示の指定をおこないます

Model
表示形式を Line, Stick から選択します。Stick の場合は Stick の太さを指定します。

Start Value Threshold(min,max)
電場ベクトルの開始点となる等値面上の点の静電ポテンシャルの値の範囲を指定します。



Numbet of Step
電場ベクトルの表示ステップ数を指定します。ここで指定されたステップ数の回数だけ繰り返し計算しベクトルを表示します。



Length(Å)
１ステップあたりの長さ

Thinned-out ratio (0.0-1.0)
開始点の間引きの割合。0～1 で指定します。

 Draw 指定された値で電場ベクトルを表示します。
9) トラジェクトリｰファイル
時系列で分子構造が変化する様子をアニメーション表示します。詳細は 2.5 節に説明します。
10) Pno(Pair Natural Orbital)グリッドファイル
軌道ペアの等値面を表示します。ファイルを入力すると、ファイルに記述されていた軌道ペアごとに表示指定が表示されます。それぞれ緩和エネルギー、 Hole 軌道の占有数、Particle 軌道の占有数が表示されます。ペアの表示、Hole 軌道、Particle 軌道、Hole 軌
道→Particle 軌道の格子領域の重心を結ぶ Vector の表示の有無を指定できます。Select
All ですべてのペアを選択できます。Unselect All ですべての選択を解除します。”Apply”
ボタンをクリックすると指定の様式で表示されます。図 2.11、図 2.12 に指定画面を示します。

10図 2.11

Pno(Pair Natural Orbital)グリッドファイル指定画面

図 2.12

Hole, Particle,Vector 指定画面

11 Open CPF
チェックポイントファイルの入力時に表示の対象とするフラグメントを指定できます。指定されたフラグメントのみ表示されます。非表示指定のフラグメントは、再読み込みしない限り表示されません。指定方法は以下の 4 通りです。
1) None : 指定なしでそのまま表示します。
2) Ignore Fragments : 表示対象としないフラグメント番号を指定
3) Fragments in Distance : 指定されたフラグメントからの距離内にあるフラグメントを表示
4) Ignore Fragments by dimer value(CPF R23) : CPF R23 のダイマーの値が無い
フラグメントを表示しない

図 2.13

指定画面

図 2.14 None 指定の表示例

12図 2.15

図 2.16

Ignore Fragments の表示例

Fragments in Distance の表示例

13

図 2.17

Ignore Fragments by dimer value(CPF R25)の表示例

この例は 1 8-10 13-15 20 のダイマーの値が無いのでこのフラグメントを表示しない

14

 Open File[difference density] グリッドファイルの差分表示
複数のグリッドファイルを読み込みその係数を指定し,各グリッドの点の値を計算し等値面を表示します。グリッドの大きさ個数が異なるファイルを指定した場合はエラーになります。図 2.18に指定画面を示します。ファイルは 7 つまで指定可能です。

図 2.18

グリッドファイルの差分指定画面

 Open File[difference cpf] チェックポイントファイルの差分表示
複数のチェックポイントファイルを読み込みその係数を指定し,電荷、フラグメント相互作用エネ
ルギーの値を計算し表示します。ファイル読み込み後 Tool->IFIE MAP を選択すると計算された値の MAP を表示します。図 2.19 に指定画面を示します。ファイルは 7 つまで指定可能です。ただし、原子数が異なる場合は、電荷の計算が、フラグメント数が異なる場合は、IFIEの値が計算されません。
Adjust Atom range は、そのファイルの１部の原子/フラグメントを適用したい場合に指定します。形式は、
開始番号 － 終了番号 File の対応する番号です。たとえば、Atom で、File 2 で “10 – 20 5” と指定すると、File1 の 10-20 の原子の値
が、File2 の 5-15 に適用します。何も指定しない場合は、すべての原子に適用します。フラグ
メント相互作用エネルギーの値は、指定された原子のフラグメントが適用されます。
Coodinate は、”apply”がチェックされると、そのファイルの原子の座標が表示に使用されます。

図 2.19チェックポイントファイルの差分指定画面

15

 OpenFile[Supermolecule] 超分子計算
コンプレックス、タンパク質、リガンドの CPF を指定します。図 2.20 に指定画面を示します。コンプレックス中のタンパク質のフラグメント番号を“1-100“のように指定します。OK をクリックす
ると、指定されたファイルを読み込み、リガンド結合による電子緩和の効果を取り込んだ、フラグメント単位のタンパク質―リガンド IFIE 解析の値が、3D 表示、リスト表示、MAP 表示で表示されます。

図 2.20

超分子計算ファイル指定画面

 Open File[IFIE Grid Json] Json 形式のグリッドファイルの表示
Json 形式のグリッドファイルを、読み込み等値面を指定します。

図 2.21IFIE Grid 指定画面

ファイルは複数指定可能で、それぞれのファイルにおいて、指定された等値面を表示します。
Number of files にファイル数を入力し、リターンキーを押すと、ファイル指定のフィールドが16

指定数表示されます。ファイル指定後、”Load”ボタンを押すと、ファイルが入力されます。
エネルギー選択肢は、ファイルに記述のあるエネルギー種別が表示されます。
値等を指定し、”Draw” ボタンを押すと指定された等値面が表示されます。
 Save File ファイルの格納
拡張子を選択することにより各種ファイル出力が可能です。
1) pdb, ent 表示されている分子構造を PDB ファイルの形式で格納します。格納されたファ
イル中の原子番号は振りなおされます。
2) gjf Gaussian の入力ファイルを出力します。出力例を以下に示します。ABINIT-MP
Check Point File を表示している場合は、分子電荷、スピン多重度は以下の式で計算されます。
分子電荷＝核荷電の和(原子番号の和)－フラグメントの電子数の和
スピン多重度＝電子状態の１文字目が S の場合は１、Ｄの場合は２、Ｔの場合は３。
%chk=test.chk#HF/6-31G(d,p) POPT=(MaxCycle=100) SCF=TIGHT

0 1
N 0 x001 y001 z001
C 0 x002 y002 z002
C 0 x003 y003 z003……………
H 0 x071 y071 z071
O 0 x072 y072 z072
H 0 x073 y073 z073
Variables:x001= 0.162000
y001= -0.202000
z001= 0.000000
x002= 1.612000……………
z072= -5.671000
x073= -4.846000
y073= 12.697000
z073= -6.024000
Constants:
3) jpg 表示を JPEG ファイルに出力します。
4) png 表示を PNG ファイルに出力します。
5) tif 表示を Tiff ファイルに出力します。
6) ＸＹＺ XYZ 形式のファイルを出力します。XYZ 形式とは、初めに原子数、コメント、その後原子数分１行に原子記号、ｘ座標、ｙ座標、ｚ座標が記述された形式です。
7) prof 表示属性ファイル :BioStation Viewer の表示属性を記述。
 Save Profile File

17

BioStation Viewer の表示属性をファイル（*.prof）に出力します。このファイルを読み込みことで、表示を再現できます。
 Save Renumbered PDB File
分子構造の原子番号を１からリナンバリングして、PDB 形式で格納する。ファイル名は
xxx-renumbered.pdb(xxx は元のファイル名)が設定される。チェーン終端の”TER”出力の有無と、出力するチェーン名を指定する。

 Edit Gauusian Input File Gaussian の入力ファイルの編集
Gaussian 入力ファイルの簡易編集画面が表示されます。ここで、パラメータを設定してファイルの格納、読み込みができます。
 Edit cpf2den Input File cpf2den の入力ファイルの編集
cpf2den 入力ファイルの簡易編集画面（図 2.22）が表示されます。ここで、パラメータを設定してファイルの格納、読み込みができます。チェックポイントファイルを読み込み表示
し て い る 場 合 は 、 Check Point File の 欄 に その フ ァ イ ル 名 が 表 示 され 、 Domain
computing lattice point の Min,Max にそのファイルに記述されている原子の座標のxyz の 最 大 値 、 最 小 値 に ± 2 Å 加 え た 値 が 表 示 さ れ ま す 。 cpf2den の 詳 細 は「ABINIT-MP 利用マニュアル」を参照してください。

18

図 2.22 cpf2den 入力ファイル編集ウインドウ
Molecular Orbitals(*.mo)fragments で指定されたフラグメントの分子軌道（Molecular Orbital）のグリッド
データをファイルに出力するかどうかを指定します。
fragments: 分子軌道のグリッドデータを出力するフラグメントをフラグメント番号
で指定します。例：’1,2,8-12’
Level : 出力される MO の範囲を指定します。以下に示す方法がある。
・HOMO-LUMO 周辺の軌道を指定：’ Homo-5:Lumo+5’など。
・全ての軌道を指定：’All’
・全ての占有軌道を指定：’Occ’
・全ての非占有軌道を指定：’Virtual’
・軌道の番号を直接指定：’1-10’など。

Electron Density File(*.den)
電子密度（Electron density）のグリッドデータをファイルに出力するかどうかを指
定します。



Electrostatic Potential File(*.esp)
静電ポテンシャル（Electrostatic potential）のグリッドデータをファイルに出力するかどうかを指定します。



Esp Mapped on Isourface(*.map)
等電子密度面上の静電ポテンシャルのグリッドデータをファイルに出力するかどう

19

かを指定します。Isosurface Value:等値面の値を指定します。
Electronic Field Vector File(*.efv)
等電子密度面上の電場ベクトルのグリッドデータをファイルに出力するかどうかを指定します。



Pair Natural Orbitals(*.pno)
Pno ファイルを出力するかどうかを指定します。

Partial Grid
分子の部分構造に対するグリッドデータを計算するかどうかを指定します。NO の
ままだと分子全体に対するグリッドデータを計算します。
Reagion : グリッドデータの計算対象となる部分構造をフラグメント番号で指定します。例：’1,2,8-12’

Auto Grid
YES の場合は、グリッドデータを計算するボックスのサイズを Grid Delta Size とGrid Box Space の値を基に自動で設定します。
Boundary how/Hide : 格子領域の表示有無を指定します。
Grid Delta Size : グリッドデータのメッシュの細かさを Å 単位で指定します。
Grid Box Space ： グリッドデータを計算するボックスのサイズに関する指定。ボックスは分子の大きさに合わせて自動的に計算され、GridBoxSpace では分子の端とボックスの最短距離を Å 単位で指定します。リターンキーを押すと指定された値でボックスを再描画します。
NO の場合は、ｘ、ｙ、ｚのグリッド数、開始点、終了点を指定します。指定画面を次に示します。

CNS formatted Electron Dnty(*.cns)
CNS ファイルを出力するかどうかを指定します。Yes の場合は、グリッド指定を行います。

Restart from file
リスタートファイルから指定するかどうかを指定します。Yes の場合は、必要な情報を指定します。

Base Name20出力されるグリッドデータファイルのベースネームを指定します。指定されない場
合は、読み込んだ CPF ファイルのベースネームを基に決定されます。
 Molda Molda の起動
Molda を起動します。Molda の使用方法は、Molda のマニュアルを参照してください。
 Molda(with file) Molda の起動
現在表示しているファイルを入力として、Molda を起動します。
 Density -> CNS
den ファイルを CNS ファイルへ変換します。
 File List 読み込んだファイルリストを表示
複数のファイルを読み込んだ場合に表示する項目を選択します。指定画面を図 2.23 に示します。ABINIT-MP Grid File の場合は Value ボタンをクリックすると、図 2.5、図2.8、図 2.9 または図 2.10 の指定画面が表示され、表示指定を変更できます。

図 2.23 ファイルリストの表示画面
 Close File 読み込んだファイルの削除
読み込んだファイルを Viewer 上から削除します。チェックボックスをチェックして”Ok”ボタ
ンをクリックすると削除されます。指定画面を図 2.24 に示します。

図 2.24 削除ファイルリストの表示画面
 Exit 終了します。

21

2.2.2 Viewpoint 視点操作

図 2.25 Viewpoint メニュー
視点を決められた位置へ移動します。表示の座標系は図 2.26 のようになっています。
yxz
図 2.26 表示の座標系
 Front：正面(z 軸のプラス方向から)
 Back：後(z 軸のマイナス方向から)
 Left：左側(x 軸のマイナス方向から)
 Right：右側(x 軸のプラス方向から)
 Top 上(y 軸のプラス方向から)
 Bottom：下(y 軸のマイナス方向から)
 Rotate X:X 軸を中心に回転します。
 Rotate Y:Y 軸を中心に回転します。
 Rotate Z:Z 軸を中心に回転します。
 Rotation/Translation/Magnify
視点位置をテキストで指定する機能。指定画面を図 2.27 に示し、表示指定を次に説明

22

します。“Apply”ボタンをクリックすることにより視点が移動します。

図 2.27


視点位置指定画面とそのファイルメニュー

File メニュー 視点位置をファイルから読み込み、格納します。拡張子は*.pos で
す。







Open ViewPosition File 視点位置をファイルから読み込みます。



Save ViewPosition File 視点位置をファイルへ格納します。

Rotation 回転の指定しますAxis 回転軸を指定しますAngle 回転角を指定しますTranslation 移動指定します

X,Y,Z x,y,z それぞれの移動距離を指定します

Magnify 拡大縮小を指定しますScale 拡大縮小率を指定します Periodic 周期表示機能 X,Y,Z 方向に指定された個数だけ同じものを表示します。指定
画面を図 2.28 に示し、表示指定を次に説明します。

図 2.28

周期表示指定画面（Gaussian Cube ファイルの例）

23

File メニューReset
初期状態に戻します。



Close
画面を閉じます。



X ,Y, Z
Num に X,Y,Z 方向の表示数を指定します。Interval は表示間隔を指定します。
Gaussian Cube ファイルを読み込んだ場合は、3 つの値を指定します。

Draw
指定された周期で表示します。分子構造の表示形式を変更した場合はこのボタンをクリックすることにより表示が切り替わります。等値面、断面を変更した場合は一度単一で表示してから、このボタンをクリックすることにより表示が切り替わります。

2.2.3 Model 表示形式指定
表示形式は、Atom/Structure の２種類選択可能です。それぞれ同時に表示可能です。Atom の
場合に水素の表示形式を指定できます。

図 2.29Model(Atom)メニュー

1) Atom の表示形式を指定します。
 Off 非表示にします。
 Wire frame ワイヤーフレーム形式で表示します。
 Wire frame(with fragment bound) ワイヤーフレーム形式で表示します。フラグメントの境界が分かるように Cαに球を表示します。
 Ball&Stick ボールアンドスティック形式で表示します Stick スティック形式で表示します。

24

 Stick(with boundary) フラグメント境界付きでスティック形式で表示します。
 Ball&Wire ボールアンドワイヤー形式で表示します。
 CPK 空間充填モデル形式で表示します。
 Backbone 主鎖をチューブ形式で表示します。
 Cα[line] Cαを spline 補間して線で結んで表示します。
これらの表示例は 3.1.1 項に示します。

図 2.30Model(Structure)メニュー

2) Structure の表示形式を指定します。
 Off 非表示にします。
 Cα Cαを直線で結んで表示します。
 Cα[line] Cαを spline 補間して線で結んで表示します。
 Cα[tube] Cαを spline 補間してチューブ形式で結んで表示します。
 Line Ribbon Ribbon(line)形式で表示します。
 Flat Ribbon Ribbon(Flat)形式で表示します。
 Solid Ribbon Ribbon(Solid)形式で表示します。
 Cartoon Cartoon 形式で表示します。
ERE_EST.cpf の表示例を図 2.31－図 2.37 に示します。

25

図 2.31 Cαの表示例

図 2.32 Cα Line の表示例

26

図 2.33 Cα Tube の表示例

図 2.34

Line Ribbon の表示例

27

図 2.35

Flat Ribbon の表示例

図 2.36

Solid Ribbon の表示例

28

図 2.37 Cartoon 表示例

3) 水素の表示形式

 All 表示します。
 Polar N に接続している水素を表示します。
 Non Polar

N 以外に接続している水素を表示します。

 No 非表示にします。

29

2.2.4 Color 色指定
Atom/Structure それぞれの表示色を指定します。Atom/Structure の指定項目は同じです。デフォルトは Atom:Atom、Structure:Structure です。

図 2.38 Color メニュー
 Atom 原子の種類で色付けします。
 Residue 残基で色付けします。
Name 残基の種類、DNA の場合は ATGC で色付けします。

Hydrophilic/Hydrophobic 親水性（Hydrophilic/Hydrophobic/Surface 親水性(）、疎水性( )で色付けします。
)、疎水性()、分子表面()で色付けします。親水性、疎水性は分子表面以外の場合に色付けされます。
Function 機能で色付けされます。
機能
酸性
塩基性
中性
脂肪族性
芳香族性
チオール基
イミノ基



色

対象アミノ酸
アスパラギン酸、グルタミン酸
アルギニン、リジン、ヒスチジン
セリン、トレオニン、アスパラギン、グルタミン
グリシン、アラニン、バリン、イソロイシン、ロイシン、メチオニン
フェニルアラニン、チロシン、トリプトファン
システイン
プロリン

Select Residue 指定画面で選択された残基のみ色付けして表示し他は白で表示します Charged Residue 残基の電荷の値で色付けします。(＋：

０：

－：

)

 Charge 表示指定のウインドウが表示され、その指定に従い表示されます。チェックポイン
トファイルが Version2 以降の場合値は、HF, MP2, HF NBO, MP2 NBO から選択できます。色付けする値の範囲を指定でいきます。また、色付けは、赤→白→青、青→白→赤のどちらかを選択できます。電荷の指定がない場合は原子の種類で色付けします。表示
形式が Cαの場合は、その元となる原子の値で表示します。
 Atom 原子の電荷の値で色付けします。

30

 B Factor 温度因子の値で色付けします。色付け範囲の最大値、最小値を指定します。

図 2.39 温度因子表示指定ウインドウ
 Fragment フラグメントの電荷の値で色付けします。
 Residue 残基単位の電荷の値で色付けします。

図 2.40 電荷表示指定ウインドウ
 Fragment フラグメントで色付けします。以下の 8 色でサイクリックに色付けします。
 Chain チェーンごとに色付けします。以下の 8 色でサイクリックに色付けします。
 File ファイルごとに色付けします。以下の 8 色でサイクリックに色付けします。
 Structure 2 次構造の属性で、αへリックス、βシート、その他で色付けします。

2.2.5 Selection 選択指定

図 2.41 Selection メニュー31

表示画面上をクリックして対象とする場合の選択対象を指定します。
 Atom 原子を対象とします。
 Residue 残基を対象とします。
 Fragment フラグメントを対象とします。

32

2.2.6 Tool ツール機能

図 2.42 Tool メニュー
 Display Atom in Distance 指定した原子、残基またはフラグメントからの距離内の原子を表示します。このメニューを選択する前に対象をクリックしておき、図 2.43 に示す画面
で距離を指定します。From selected では基準となるものが原子か、残基かを指定します。
Display List では表示された原子のリスト表示指定を行います。表示されたリストの例を
図 2.44 に示します。原子のリスト表示では、File メニューの Save で表示内容をテキスト
ファイルに格納することが可能です。Distance で距離を指定します。

図 2.43 原子距離内表示の指定画面

図 2.44 距離の指定リスト表示画面

33

 Display Residue in Distance 指定した原子、残基またはフラグメントからの距離内の残基を表示します。残基は、構成する原子がひとつでも距離内にある場合にに表示されます。このメニューを選択する前に対象をクリックしておき、図 2.45 に示す画面で距離を指定します。From selected では基準となるものが原子か、残基かを指定します。Display
List では表示された原子のリスト表示指定を行います。原子のリスト表示では、File メニュ
ーの Save で表示内容をテキストファイルに格納することが可能です。Distance では距離を指定します。

図 2.45 残基距離内表示の指定画面

 Display Fragment in Distance 指定した原子、残基またはフラグメントからの距離内のフラグメントを表示します。フラグメントは、構成する原子がひとつでも距離内にある場合にに表示されます。このメニューを選択する前に対象をクリックしておき、図 2.46 に示す画
面で距離を指定します。From selected では基準となるものが原子か、残基かを指定します。Display List では表示された原子のリスト表示指定を行います。原子のリスト表示では、File メニューの Save で表示内容をテキストファイルに格納することが可能です。
Distance では距離を指定します。

図 2.46 フラグメント距離内表示の指定画面

34

 Label 全体の残基、原子、フラグメントのラベル表示を指定します。指定画面を図 2.47に示します。

図 2.47 ラベル表示指定画面
 Display H Bonds[all] すべての水素結合を表示します。もう一度選択すると表示が消えます。
 Display H Bonds[intermolecule] 分子間の水素結合を表示します。もう一度選択すると表示が消えます。
 Display Dipole moment HF フラグメントごとの HF の Dipole moment の値を矢印で表示します。表示指定は、Preference(2.2.9)で指定可能です。もう一度選択すると表示が消えます。
 Display Dipole moment MP2 フラグメントごとの MP2 の Dipole moment の値を矢印で表示します。表示指定は、Preference(2.2.9)で指定可能です。もう一度選択すると表示が消えます。MP2 は、チェックポイントファイル Ver.2 以上を読み込んだ場合に有効です。
 Multi Layer
チェックポイントファイル Ver.3 以上で有効です。High Layer を Stick、Middle Layer をWire frame、Low Layer を Cα Line で表示します。
 Reset Model & Color 表示モデル、色を初期状態に戻します。各残基、原子の指定がクリアされます。
 Display Selected Residue 指定した残基を表示します。残基ごとの表示指定画面を表示して、表示する残基を指定します。表示指定画面を図 2.48 に示します。Select All ボ
タンをクリックするとすべての残基が指定され、Unselect All ボタンをクリックするとすべての残基の選択が解除されます。

35

図 2.48 残基表示有無指定画面

 Add Hydrogen ＰＤＢファイルを対象として水素原子付加を行います。指定画面でオプ
ション、入力ファイル、出力ファイルを指定します。指定画面を図 2.49 に示します。Input
File には表示している PDB ファイル名が指定され、Output File には PDB ファイル名_addH と初期表示されます。実行後結果と表示を入れ替えるかどうかの確認の画面（図2.50）が表示されます。ここで、”OK”をクリックすると表示が入れ替わります。
使 用 す る プ ロ グ ラ ム は 、 Reduce 、 Babel 、 Bond Builder か ら 選 択 し ま す 。
Reduce,Babel,Bond Builder の設定は、それぞれ、7.5 節、7.6 節、7.7 節を参照してく
ださい。

36

図 2.49 水素原子付加指定画面

図 2.50

3D 表示入れ替えの指定

 Hydrogen Capping Mode
末端処理を行います。Terminal では、末端の処理方法を選択します。Histidine では、
HIS の水素の形式を選択します。

図 2.51

末端処理の指定 Optimize Structure
構造最適化を実行し表示します。Hydrogen Option file は、水素原子付加に関するオプションを記述したファイルを指定します。Optimize Option file は、構造最適化のオプションを記述したファイルを指定します。オプションは、5 章に詳細なマニュアルを記載しています。”OK”ボタンを押すと実行ウインドが表示され、途中結果が表示されます。終了後に実行後結果と表示を入れ替えるかどうかの確認の画面が表示されます。ここで、”OK”をクリックすると表示が入れ替わります。

37

図 2.52

構造最適化の指定

 TINKER
Tinker を起動して結果を表示します。Program では、使用するプログラムを指定します。
Other の場合は、プログラム名をテキストで入力します。Options は、オプションパラメータを指定します。 Input File は、入力の PDB ファイルを指定します。デフォルトとして、3D表示されているファイル名が設定されます。Key File は、使用する Key File を指定します。
Key File はあらかじめ編集し用意しておいてください。”OK”ボタンを押すと実行ウインドが表示され、途中結果が表示されます。終了後に実行後結果と表示を入れ替えるかどうかの確認の画面が表示されます。ここで、”OK”をクリックすると表示が入れ替わります。結果ファイル名は、入力ファイルが ABC.pdb の場合、ABC_プログラム名.pdb になります。

図 2.53

TINKER の指定

 Overlay Molecules
重ねあわせを行います。図 2.54 の重ね合わせ画面が表示されます。

38

図 2.54

重ね合わせの指定画面

Type、Method、Fit Number(Residue or Atom)を指定します。
1) Type
File、Residue、Atom があり、重ね合わせの対象を指定します。
2) Method
Cα、Heavy Atoms、All Atoms があり、このメニューの選択により Type が File、Residueの場合はその中の対象原子を指定します。
3) Fit Number(Residue or Atom)
対象とするファイルとそのファイル中の原子、残基の番号を指定します。番号は、対象とする
残基、原子を分子構造表示、または、Tree 図よりクリックして選択することができます。キーボードによるテキスト入力も可能です。番号は連番の場合は”－”で入力し、連番でない場合は” ”で区切って入力します。
例 1 1 から 5 残基を対象とする場合 “1－5”
例 2 1,2,5, 残基を対象とする場合“1,2,5”

一度選択された番号は削除されないので、取り消す場合はキーボードの Back Space または、Delete で削除してください。
入力された原子の数に過不足がある場合は少ないほうに合わされます。”Ok”ボタンをクリッ
クすることにより、重ね合わせられた分子構造が表示されます。このときに、各ファイルの移動
中心は重ね合わせに使用した原子全体の重心になります。選択した原子の RMSD をメッセ
ージエリアに表示します。
4) Sort
On/Off で、指定した原子番号をソートするかどうかを指定します。
 Complement Main Chain 主鎖の補完処理を行います。
Start Residue NO.に補完する主鎖の番号を指定します。補完する主鎖の番号を指定しない場合は、欠損している部分を自動的に補完します。補完する主鎖の番号を指定する

39

場合は、元の構造の端の残基を Tree 図上でクリックすることにより指定します。補完に使用するファイル名を指定し、”Apply”ボタンをクリックします。補完後のファイルは、Viewer
起動ディレクトリに元のファイル名(xxx)より、xxx_complement.pdb として格納されます。

図 2.55主鎖の補完の指定画面

 CHPI CHPI プログラムを起動し、結果を表示します。使用方法は 3.9 節に示します。
 Set Rotation Center 回転中心を設定します。選択されている原子を中心に表示が回転するようになります。
 Set Rotation Center[center of residue mass] 選択された残基を構成する原子の座標の重心を回転中心に設定します。
 Reset Center 回転中心をデフォルトの状態に戻します。
 Set File Rotation Center ファイルごとの重心に移動中心を設定します。
 Add Text 3D 表示上にテキストを表示します。このメニューを選択すると図 2.56 示すテ
キスト指定画面が表示されます。File メニューの Open File, Save File で指定されたテキストの入出力が可能です。

図 2.56

テキスト指定画面

40

Text 表示するテキストを指定します。

Font フォントを指定します。ただし,うまく表示されないものもあります。日本語を入力した場合は MS xxx のフォントを指定してください。

Style Plane, Bold, Italic, Bold Italic を指定します。

Color 色を指定します。

Position(%) 表示位置を指定します。表示後、表示テキストをマウスの右ボタンを押しながら、位置の調節が可能です。マウスの位置は、テキストの左下ですが、若干ずれることがあります。



Add 指定されたテキストを 3D 表示画面に表示します。表示されたテキストはボタン
下のリストに追加され、リストを選択することにより、変更削除が可能です。



Modify 表示形式を変更します。リストをクリックすることにより、そのテキストの表示
属性が表示されます。ここで、必要な値の変更を行い、”Modify”ボタンをクリックする
ことによりその表示が変更されます。

Delete リストで選択されているテキストを削除します。

41

2.2.7 Monitor モニター機能

図 2.57 Monitor メニュー
 Distance 原子間の距離を表示します。メニュー選択後原子を二つクリックするとその距離が表示されます。このモードの時はメニューが緑色になっています。もう一度同じ原子をクリックすると表示が消えます。
 Angle 角度を表示します。メニュー選択後原子を三つクリックするとその角度が表示されます。このモードの時はメニューが緑色になっています。もう一度同じ原子をクリックすると表示が消えます。
 Dihedral Angle ２面角を表示します。メニュー選択後原子を四つクリックするとその２面角が表示されます。このモードの時はメニューが緑色になっています。もう一度同じ原子をクリックすると表示が消えます。
 Interaction Energy 指定されたフラグメント間のフラグメント間相互作用エネルギーの値を表示します。メニュー選択後原子を二つクリックするとその２つのフラグメント間相互作用
エネルギーの値が表示されます。このモードの時はメニューが緑色になっています。
 Reset Monitor 機能で指定された表示を消します。
 VISCANA あるタンパク質に対して、複数のリガンドを適用したときの、それぞれのケースの各フラグメントと対象フラグメントとの相互作用の値により、クラスタ解析を行い、その結果を表示するものです。詳細は 2.6 節で説明します。

42

 IFIE MAP
IFIE MAP はフラグメント間の相互作用エネルギーの値を２次元の MAP で表示します。
それぞれのフラグメント間の相互作用エネルギーの値で色づけされ、右、上に二次構造を色で指定します。表示は拡大縮小が可能で、マウスにより値に表示、３Ｄ表示との連携が可能です。詳細は 2.7 節で説明します。
 FILM Isosurface LMP2 の計算結果の等値面表示を行います。詳細は 2.8 節で説明します。
 Comapre Density Files 複数の CNS の差分を取り表示します。
 Charge List (HF,MP2,HF NBO,MP2 NBO,HF ESP, MP2 ESP)
HF, MP2, HF NBO, MP2 NBO, HF ESP, MP2 ESP の電荷の値をリスト表示します。
MP2 は、チェックポイントファイル Ver.2 以上を読み込んだ場合に有効で,NBO はチェックポイントファイル Ver.3 以上を読み込んだ場合に有効です。表示例を図 2.58 に示します。File メニューより、リストをテキストファイルに出力することも可能です。

リストの種類(1) Atom(2) Fragment

43

(3) Residue
図 2.58(4) Residue(DNA)
電荷リスト表示例



Atom 原子ごとの電荷のリストを表示します。

Fragment フラグメントごとの電荷のリストを表示します。



Residue 残基ごとの電荷のリストを表示します。



Residue(DNA) 残基ごとの電荷のリストを表示します。DNA の部分は塩基とそれ以外の部分の合計が表示されます。

Sum of Charge 指定された範囲のフラグメント、残基、原子の電荷の合計を表示します。範囲指定の画面を図 2.59 に示します。結果は Sum of Charge のところに表示されます。

図 2.59 指定範囲の電荷表示画面

44 Intefragment Interaction フラグメント間相互作用に関するオペレーション

1:1 1 対 1 のフラグメント間相互作用エネルギーの値でフラグメントを色付けします。このメニューを選択する前に基準となるフラグメントを選択しておいてください。基準としたフラグメントからのエネルギーの値で色付けします。このメニューを選択すると値の種別、色付けする値の範囲と閾値を指定する画面（図 2.60）が表示されます。CPFの Version により Value の選択項目がかわります。詳細は 2.7 節を参照ください。
Many Body Calculation (Value:main+side chain)
CPF の Version3 以降で多体の値がある場合に有効です。多体の評価の表示指定です。この項目をチェックした場合、フラグメントが、主鎖、側鎖が別のフラグメントで分割されている場合に、残基単位で、主鎖＋側鎖の値で色付けします。
Color
単位は kcal/mol です。デフォルトとして、ファイル全体の最小値、最大値が表示されています。変更すると、次にこのメニューを選択するまで、その範囲での色付けで表示されます。色は変更可能です。変更後”default”ボタンをクリックすると、デフォル
トの色が設定されます。最小値、最大値を変更後、ファイル全体の最小値、最大値に戻すにはそれぞれ０を指定します。閾値を指定すると、エネルギーの値の絶対値が閾値以下のフラグメントは表示されなくなります。これにより、相互作用の小さいフラグ
メントの表示の抑制が可能です。 このメニューを選択した場合は、分子構造をクリッ
クすると、クリックされたフラグメントを基準とした色付けの表示がされます。Solvent は、表示する値を es+np,es,np から選択できます。
このメニュー選択前、フラグメントが選択されていない場合は、次に選択されたフラグ
メントを基準として表示します。

図 2.60 フラグメント間相互作用エネルギーの表示の指定画面

45



1:1(Lock) フラグメント間相互作用エネルギーの値でフラグメントを色付けします。前
述との違いは、分子構造をクリックした場合に基準のフラグメントは変化せず、クリック
した原子の情報がメッセージエリアに表示される点です。表示はそのままにしておき、着目した原子の情報を得るのに使用します。このモードの場合は、残基、原子の選択は不可となり、表示属性の変更もできません。



N:1 基準となるフラグメントを複数指定して指定されたフラグメント群とのフラグメント
間相互作用エネルギーの値でフラグメントを色付けします。指定画面を図 2.61 に指定します。基準となるフラグメントは、3D 表示上でシフトを押しながらフラグメントを選択するとその間のフラグメントが選択されます。Tree 図上で選択、テキスト入力で指定することも可能です。
複数のフラグメントを指定する場合は、”,”または”－”で連続する番号を指定してください。

図 2.61 N:1 のフラグメント間相互作用エネルギー表示の指定画面



1:N Mapping 基準となるフラグメントとの IFIE の値を積和し、その値により、色付けして表示する機能です。。指定画面を図 2.62 に指定します。基準となるフラグメントの指定は次の 4 種類です。
1) All46

すべてのフラグメントが対象です。
2) Fragments指定されたフラグメントが対象です。
3) Within指定されたフラグメントから指定された距離内にあるフラグメントが対象です。
4) Has Dimer-ES ValuePIEDA の値で ES 以外が０の場合のフラグメン対象です。

図 2.62

1:N Mapping のフラグメント間相互作用エネルギー表示の指定画面

Ratio(A/B)を ON にすると、指定された対象の積和の比で色付けします。色付けの範囲は 0.0~0.5, 0.5～1.0 になります。A は Target fragments(A)で指定されたフラグメント、B は、Base fragments(B)で指定されたフラグメントです。ここで、分子と分母の符号が異なる際、単純に分子が正の場合は 0、分母が正の場合は 1 とします。
値を変更したフラグメントを区別するため、Coloring(gray):out of range ON/OFF
で表示を切り替えが可能で、変更したフラグメントをグレーで表示します。

47

gly10 での例を示します。Gly1 が 1 に、Gly8,9 が 0 に設定されます。

Coloring(gray):out of range : OFF
図 2.63ON

1:N Mapping の比率の表示例

48



N:N 基準となるフラグメントと対象とするフラグメント両方を複数指定して、その間のフラグメント間相互作用エネルギーの値をメッセージエリアに表示します。指定画面を図 2.64 に指定します。3D 表示、Tree 図より選択する場合は入力フィールド前の○をチェックしてください。チェックしてある入力フィールドに指定が反映されます。
共有結合の有無で、除外するフラグメントを指定可能です。”Covalent bonds”をクリックすると、指定されたフラグメント間の共有結合が A-B の形式で表示されます。これは、編集可能です。”Except Fragments” の A,B,Both で除外するフラグメントを指定します。

図 2.64 N:N のフラグメント間相互作用エネルギー表示の指定画面
以下に指定例と、その結果例を示します。 ”Covalent bonds” 指定無、Except
Fragments：A,B,Both を指定し値を表示します。

図 2.65 N:N の指定例と値49



List リスト表示する値の種別を選択後、指定されたフラグメントと各フラグメント間の相互作用エネルギーの値をリスト表示します。この内容をファイルに格納することも可能です。ファイル格納は、メニューバーの File→Save を選択しファイル名を指定します。フラグメントが側鎖の場合には、残基名の表示に”_s”が付加されます。図 2.66に表示例を示します。
PIEDA を選択した場合は、total, ES, EX, CT+mix, DI, Solvent を表示します。

図 2.66


List の指定画面、リスト表示の画面例

3 Body List 多体項の計算値の三体項の値と、その構成フラグメント番号を表示します。表示されたリストをクリックすると、該当のフラグメントがハイライト表示されます。リ
スト表示は、エネルギー計算レベル、ソート対象、最大値、最小値を指定して、”Apply”ボタンをクリックするとその条件でリストが表示されます。表示例を図2.67 に示します。

図 2.67三体項の値リスト表示の画面例

50

4 Body List 多体項の計算値の 4 体項の値と、その構成フラグメント番号を表示します。表示されたリストをクリックすると、該当のフラグメントがハイライト表示されます。
リ スト 表 示 は 、エ ネ ル ギー 計 算 レ ベ ル 、 ソー ト 対 象 、 最 大 値 、最 小 値 を 指 定 して、”Apply”ボタンをクリックするとその条件でリストが表示されます。表示例を 図
2.68 に示します。

図 2.68四体項の値リスト表示の画面例

51

1 対 1 のフラグメント間相互作用エネルギーの値でフラグメントを色付けする Tripcage の例で、Fragment Value:main+side chain をチェックした場合としない場合の表示例を示します。この例
では、フラグメントが、主鎖、側鎖で別に切られています。画面上部の SER20 が、図 2.69 では、それぞれのフラグメント値で表示されていますが、図 2.70 では、残基ごとに主鎖＋側鎖の値で色付けされます。

図 2.69フラグメント間相互作用エネルギー フラグメントの値で色づけ

図 2.70

フラグメント間相互作用エネルギー 残基ごとに色づけ

52

2.2.8 Edit 編集機能

図 2.71 Edit メニュー
 Cut(selected) 選択されている対象を削除します。
 Cut(unselected)

選択されていない対象を削除します。

 Undo 削除を取り消します。
 Redo 削除を再実行します。

2.2.9 Preferences プリファレンス指定

図 2.72 Preference メニュー
 Set Preferences 表示指定の画面を表示します。指定画面を図 2.73 に示します。タブにより指定項目を切り替えます。入力フィールドの右の値は推奨範囲です。解像度を上げると表示はきれいになりますが、表示時間、メモリを多く使用します。指定後”Apply”ボタン
をクリックすると指定が反映されます。

図 2.73 Preference 表示指定画面
1) ファイルメニュー
ファイルメニューの Open,Save でこの設定のファイルの読み込み、格納ができます。起動時にはカレントディレクトリ、ホームディレクトリの順で” .bioViewer”という名称のファイルを読み込みます。もしファイルがあればその設定が反映されます。

53

Set Default Value でデフォルトの値が設定されます。
2) Rotation
Speed ＶｉｅｗＰｏｉｎｔの Rotation を選択した場合の回転速度を指定します。
3) Projection
投影法を指定します。Parallel の場合はマウスでの拡大縮小ができなくなります。
Viewpoint メニューの Rotation/Transration/Magnify で拡大縮小を行ってください。
4) Connect Atom
ボンドの表示判定をファンデル・ワールス半径、共有結合半径のどちらを使用するかを指定します。Scale を指定することにより判定値を scale up/down することができます。
5) Resolution① Line Width ： ワイヤーフレーム表示の太さを指定します。
② Cα Line With ： Cα [Line]表示の表示の太さを指定します。
③ Ball ： ボールアンドスティック表示の解像度を表示します。
④ Sthick ： スティック表示の解像度を表示します。
⑤ CPK ： 空間充填モデルの解像度を表示します。
⑥ Tube ： Cα [tube]表示の解像度を表示します。
⑦ Ribbon Width ： Ribbon 表示の幅
⑧ Ribbon Height ： Ribbon(Solid)表示の高さ⑨ Ribbon Line Width ： Ribbon(Line)の線の幅⑩ Cartoon α Head Height ： Cartoon のαの円錐の高さ⑪ Cartoon α Radius ： Cartoon のαの胴の半径⑫ Cartoon width ： Cartoon の幅⑬ Cartoon β Height ：Cartoon のベータの高さ
6) Radius① Ball ： ボールアンドスティック表示のボールの大きさを指定します。
② Bond ： ボールアンドスティック表示のボンドの太さを指定します。
③ Stick ： スティック表示の太さを指定します。
④ Tube ： Cα [tube]表示の Tube の太さを指定します。

547) Color① Background ： 表示の背景色を指定します。
② Atom ： 各原子の表示色を指定します。指定画面を図 2.74 に示します。

図 2.74原子の表示色指定画面③ Residue ： 各残基の表示色を指定します。指定画面を図 2.75 に示します。

図 2.75

残基の表示色指定画面

55

④ Fragment ： フラグメントの表示色を指定します。指定画面を図 2.76 に示します。フラグメント、チェーン、ファイルは 8 色でサイクリックに色付けされます。

図 2.76 フラグメントの表示色指定画面⑤ Chain ： チェーンの表示色を指定します。デフォルトの色は Fragment と同じです。
⑥ File ： ファイルの表示色を指定します。デフォルトの色は Fragment と同じです。
⑦ DNA：DNA のＡＴＧＣの表示色を指定します。指定画面を図 2.77 に示します。

図 2.77

DNA の表示色指定画面⑧ Isosurface ： 等値面の色を指定します。指定画面を図 2.78 に示します。

図 2.78等値面の表示色指定画面

56

⑨ 2nd Structure：2 次構造の色を指定します。指定画面を図 2.79 に示します。

図 2.792 次構造の表示色指定画面⑩ Selected ： 選択項目の色を指定します。
⑪ IFIE：IFIE の色を指定します。指定画面を図 2.80 に示します。

図 2.80

IFIE の表示色指定画面

8) Arrow：ベクトル表示の形式を指定します。”Apply”ボタンをクリックすると表示が変わります。指定画面を図 2.81 に示します。
Arrow(Trajectory) : トラジェクトリーのベクトル表示の形式を指定します。
Arrow(Dipole moment HF) : HF の Dipole moment のベクトル表示の形式を指定します。
Arrow(Dipole moment MP2) : MP2 の Dipole moment のベクトル表示の形式を指定します。
① Display 矢印の表示の有無を指定します。Dipole moment は、Ｔｏｏｌメニューで表示を制御するのでこの項目はありません。
② Style 形式を指定します。
1.

Radius 矢印の頭と胴体の太さを指定します。

2.

Head Length 矢印の頭の大きさを、固定にするのか全体に対する割合にするのかを指定します。

3.

Scale 矢印の長さのスケールを指定します。ファイルに記述のあるベクトル57

の長さで表示します。表示の 1 の長さは 1Åです。
③ Color 色付けを指定します。
4.

Value 最小値、最大値を指定して、青→緑→赤に変化させます。

5.

One color 指定した単一色で色付けします。

図 2.81ベクトル表示形式指定画面

9) Numbe of decimal：3D 表示の角度、距離、IFIE の値の小数点以下の桁数を指定します。”Apply”ボタンをクリックすると次の指定から表示が変わります。指定画面を図
2.82 に示します。

図 2.82

小数点以下桁数指定画面

10) CHPI CHPI の結果表示の形式を指定します。指定画面を図 2.83 に示します。
① Model 表示形式を Line Solid/Line Dash/Stick から選択します。
② Color 色を指定します。
③ Line Width 線の太さを指定します。
④ Stick Radius Stick の半径を指定します。

58

図 2.83 CHPI 指定画面

11) Multi Layer QM/MM の層ごとの表示色を指定します。指定画面を図 2.84 に示します。
① High Layer Color High Layer の色を指定します。
② Middle Layer Color

図 2.84

Middle Layer の色を指定します。

Multi Layer 指定画面

12) Font フォントサイズを指定します。

図 2.85

フォントサイズ 指定画面

 Display Commands 即時実行機能のボタンパネルの表示の有無を指定します。
 Display Axis 座標軸を画面の左下に表示することの有無を指定します。
 Display Direction ファイルごとのキーによる移動方向を表示の有無を指定します。

2.2.10 Help ヘルプ機能
 View Help(Japanese/English) Pdf ファイルでマニュアルを表示します。（日本語、英語）

59

2.3 即時実行機能
メニューより実行するのうち、良く使用する機能をワンクリックで実行する機能です。
a. File1) Open：[File]->[Open]で出てくる Open ウィンドウを表示
2) Close：[File]->[Close]で出てくる Close ウィンドウを表示
b. Selection3) Atom: [Selection]->[Atom]を実行
4) Residue : [Selection]->[Residue]を実行
5) Fragment : [Selection]->[Fragment]を実行
c. Tool
6) Set Center : 選択された残基を中心に表示。
7) Target View(Residue)/Fragment) : 選択された残基/フラグメントから 4.5Å内の残基の表
示、回転中心を設定
表示形式は Stick、色指定は Viewer の指定を使用で表示
右ボタンクリック時：実行
左ボタンクリック時：ダイアログ表示
8) Reset View : ファイル読み込み時の表示に戻す
9) CHPI : [Tool]->[CHPI]で出てくる CHPI ウィンドウが出てきて、直ぐに CHPI が実行出来る
d. Monitor
10) VISCANA : [Monitor]->[VISCANA]で出てくる VISCANA ウィンドウが出てきて、直ぐに VISCANA が実行出来る
11) IFIE : 決められた形式で IFIE 表示する
表示形式は Stick、色は IFIE の値（MP2）で表示。
値の範囲は-10~10kcal/mol
IFIE の表示を表示するだけでなく、指定ウィンドウを表示
12) PIEDA List : PIEDA リストを取得。1 フラグメント選択の場合は 1:1、複数選択時は N:1 を表示
Solvent ES+NP は、ES にする
表示例60

e. Preference13) Background: 背景色を白/設定色に切り替える

14) Font+ : フォントの大きさを大きくする(+2)15) Font－: フォントの大きさを小さくする(-2)16) Resolution＋ : [Preferences]->[Set Preferences]の Resolution を 2 倍にする。
17) Resolution－ :1/2 にする
18) Axis On/Off：[Preferences]->[Display Axis]の ON/OFF 指定61

2.4 断面指定
格子データを読み込んだ場合は、Section→Set ボタンを押下することで任意の断面を表示可
能です。格子データを読み込んだ場合は、その断面表示化可能です。断面指定は GUI 上より、中心点の指定、回転角の指定または断面の法線ベクトルで行います。断面表示形式はフリンジ、
等値線が選択でき、入力するファイルの値により色付けされます。色付けの範囲も指定できます。
複数の断面の表示が可能です。図 2.86 に断面指定の説明図を、図 2.87 に断面指定画面を示します。
表示指定を次に説明します。
No.
指定している断面の番号を示します。”Add”ボタンをクリックすると断面指定が追加されます。
断面指定は 3D 表示で白の半透明の面で表示されます。”delete”ボタンをクリックするとその番号の断面が削除されます。

Assign Section Plane 断面の位置指定。タブで Center と Angle を切り替えます。
 Center
断面の中心点の座標(X,Y,Z)を指定します。スライダーによる指定か、座標を入力してリター
ンキーを押すことにより断面が移動します。
 Angleスライダーによる指定(Rotation)と断面の[x, y, z]

法線ベクトル(Vector)のいづれかで指定できます。スライダーによる指定では、面の紫の軸を中心にＡが、オレンジを中心にＢが(X,Y,Z)

回転します。Ｃは、面に垂直な軸を中心にA
C

回転します。
法線ベクトルは、x, y, z の値を入力してリターンキーを押すことにより移動します。
 Set PlaneBxy,yz,xz 平面の断面を表示します。
図 2.86 断面の指定の説明図
Section Property 断面の表示形式指定
 Display
表示の有無を指定します。
 Value
表示する物理量を選択します。
 Color Range

62

色付けの値の範囲を指定します。
 Type
フリンジか等値線かを指定します。
 Transparency
フリンジの透明度を指定します。
 Number of Lines
等値線の数を指定します。分子軌道の場合は±1e-8 を 0 として処理しています。
 Draw”Draw”ボタンをクリックすると断面が表示されます。

図 2.87断面指定画面63

2.5 トラジェクトリー機能
File→Open File でトラジェクトリｰファイルを選択すると時系列に構造変化が表示されるトラジェクトリー表示ができます。
2.5.1 ファイル形式
ファイル形式は 2 つあります。
1)

拡張子は、trj です。trj は各ステップのエネルギーの値を含んだファイルです。はじめに原子数を記述し、その後はステップごとのエネルギーの値、各原子の座標を記述します。エネルギ
ーがない場合は０を記述しておいてください。#は行末までコメントです。
2008 年 12 月にフラグメント識別のため、行の最後にフラグメント番号の記述を追加しました。
フラグメントの必要が無ければ記述が無くてもかまいません。
ファイル読み込み前に、Color->Fragment を選択すると、フラグメント単位で色づけされた表示で時系列の表示が可能です。

ファイル例
1000
#原子数
# step 09.87654 #エネルギー
O 1.23345678 1.23345678 1.23345678
H 1.23345678 1.23345678 1.23345678
N 1.23345678 1.23345678 1.23345678
C 1.23345678 1.23345678 1.23345678.....
# step 1
9.87654 #エネルギー
O 1.23345678 1.23345678 1.23345678
H 1.23345678 1.23345678 1.23345678
N 1.23345678 1.23345678 1.23345678
C 1.23345678 1.23345678 1.23345678.....
フラグメント番号ありの例
1000
#原子数
# step 09.87654 #エネルギー
O 1.23345678 1.23345678 1.23345678 1
H 1.23345678 1.23345678 1.23345678 1
N 1.23345678 1.23345678 1.23345678 1
C 1.23345678 1.23345678 1.23345678 2.....
# step 1
9.87654 #エネルギー
O 1.23345678 1.23345678 1.23345678 1
H 1.23345678 1.23345678 1.23345678 1

64N 1.23345678 1.23345678 1.23345678 2
C 1.23345678 1.23345678 1.23345678 2
.....
2)

新トラジェクトリ－ファイル
拡張子は、trj2, tj2, tr2 のいずれかです。XYZ 形式の拡張です。ステップごとに原子数、コメント、原子の座標、ベクトル値が記述されています。コメントは、タグ、値の組で表現し、この値でグラフを表示します。タグが Label の場合は 3D 表示のテキストとなります。タグと値の間に”=”を挿入し、項目間は”,”があってもかまいません。ベクトルの表示属性の変更は Preference 指定の Arrow を参照してください。

例8label="MD step 1" Ekin(Ha)=0.0000000000 Epot(Ha)=-31.6395526318 Etot(Ha)=-31.6395526318
Fmax(Ha/bohr)=0.1505408174
Si 0.8686973703168 0.5700826492704 0.67866982056 -0.090561 0.076468 -0.082145
Si 4.6421015726304 4.7235419510976 4.75068874392 0.026857 0.018088 0.002683
Si 0.67866982056 3.4204958956224 3.5019362740896 -0.022970 0.000783 -0.024173
Si 4.75068874392 2.03600946168 2.03600946168 0.032733 -0.001620 -0.002599
Si 3.4204958956224 0.7872569918496 3.3933491028 -0.012222 -0.029104 -0.017059
Si 1.764541533456 4.886422708032 2.03600946168 0.101043 -0.077951 0.079853
Si 3.5019362740896 3.3933491028 0.7058166133824 -0.050445 -0.000565 0.003814
Si 2.03600946168 2.0088626688576 4.6421015726304 0.015567 0.013899 0.039625
8label="MD step 2" Ekin(Ha)=0.0000001274 Epot(Ha)=-31.6395536508 Etot(Ha)=-31.6395535234
Fmax(Ha/bohr)=0.1505348131
Si 0.868696441081553 0.570083434040259 0.678668977580644 -0.090558 0.076465 -0.082141
Si 4.64210184833175 4.72354213683881 4.75068877143722 0.026857 0.018087 0.002683
Si 0.678669585076125 3.42049590356006 3.50193602590547 -0.022970 0.000783 -0.024173
Si 4.75068907994755 2.0360094452755 2.03600943522114 0.032732 -0.001620 -0.002599
Si 3.42049577020739 0.787256693393632 3.39334892764233 -0.012222 -0.029103 -0.017058
Si 1.76454257011423 4.88642190844518 2.03601028084638 0.101040 -0.077948 0.079849
Si 3.50193575655425 3.39334909697905 0.705816652541516 -0.050443 -0.000565 0.003814
Si 2.03600962149153 2.00886281120628 4.64210197903853 0.015567 0.013899 0.039623…..

65

2.5.2 表示指定
メイン画面のメニューバーの File→Open File でトラジェクトリｰファイルを指定して入力してください。ファイル読み込み時に表示処理を行います。ステップ数、原子数、表示形式に比例して処理時間がかかります。処理が終わると図 2.88 に示すトラジェクトリー操作画面が表示されます。グラフ用のデータがファイルに記述されていた場合はそのグラフを縦に並べて操作パネルの上に表示します。

図 2.88

トラジェクトリー操作画面

1) メニューの説明
File メニュー
 Create image files
ビデオファイル作成用の各ステップの表示イメージを jpeg 形式で imageXXX.jpg のファ
イル名で指定されたディレクトリに格納します。XXX には通し番号が入ります。このメニューを選択するとディレクトリ指定の画面が表示されます（図 2.89）。Output Folder にファイルを格納するフォルダーを指定してください。Screen Size を指定して Apply ボタン

66

をクリックすると 3D 表示が指定の大きさになります。表示の大きさによりビデオファイルの容量が代りますので、必要に応じて調整してください。ここで、”Create”ボタンをクリックすると各ステップが表示されファイルが作成されます。ただし、CPU、グラフィックカードの性能によりコマ落ちすることがあるのでご注意ください。

図 2.89

イメージファイル作成指定画面

 Create Video File
ビデオファイルを作成します。指定ダイアログを図 2.90 に示します。InputFolder は、Create image files で作成した jpeg ファイルを格納しているフォルダを指定します。
Output File Name は、出力するファイル名を指定します。Frame Rate は、１秒あたりのフレーム数を指定します。Video Format は、MSVIDEO/Quick Time のいずれかを指定します。MSVIDEO は、ファイル容量が大きくなりますが、Power Point で貼り付けて表示できます。Quick Time は、ファイル容量は小さくなりますが表示には Quick
Time の Player が必要です。
Create ボタンをクリックするとビデオファイルが作成されます。

図 2.90

ビデオ作成指定画面

 Save Graph Image File67

表示されているグラフを、JPEG,PNG または Postscript ファイルとして保存できます。ファイル選択画面で指定されたファイル名の拡張子で形式は判断します。
 Close
画面を閉じます。
Mode Cyclic
連続的に再生します。

Text
3D テキストの表示属性を指定します。フォント、スタイル、サイズ、色、表示位置が指定可
能です。指定を変更して”Apply”ボタンをクリックすると変更が反映されます。図 2.91 に指定画面を示します。

図 2.91

テキスト指定画面

Width Ajust
グラフ横軸の大きさを表示ウインドウの大きさに合わせて、全体が表示されるようにします。
デフォルトでは一定間隔で表示され、カレントのステップが見えるように表示されます。

682) 操作パネルの説明

top
先頭のステップを表示します。

reverse
逆再生します。

back
1 ステップ戻ります。

stop
再生をストップします。



tail
最後のステップを表示します。

play
順再生します。

forward
1 ステップ進めます。

Interval Time [sec]
表示間隔を指定します。あまり小さな値を表示しても限界があります。



Current Step No.
表示しているステップ番号を表示します。番号をキー入力してリターンキーを押すとそのス
テップが表示されます。ステップ番号は 0 から始まります。



スライダーバー
表示ステップを指定します。

69

2.6 VISCANA 機能
VISCANA（Visualized Cluster Analysis）は、あるタンパク質に対して、複数のリガンドを適用したときの、それぞれのケースのタンパク質とリガンドとの相互作用の値により、クラスタ解析を行い、その結果を表示するものです。
複数の CPF ファイルを使用しますが、アライメント情報が無い場合は、フラグメント数は同じでな
くてはいけません。
VISCANA メニューを選択すると 図 2.92 の VISCANA 画面が表示されます。左側にクラスタ解析の結果のデンドログラムを表示し、真ん中は、リガンド名を示し、バインディングエネルギーの値で色付けされています。リガンド名は、ファイルに記述がある場合表示され、記述が無い場合は、ファイル名が表示されます。マウスをリガンド名の上に持っていくとバインディングエネルギーの値が表示されます。右側は各フラグメントの相互作用エネルギーを示しています。
マップ上にマウスを置くと、ポップアップの表記で、ファイル名、seq.は複数の Check Point File（以下 CPF）間で共通となるアラインメント後の配列番号を、frag.=各 CPF 個別のフラグメント番号を表示します。
表示は 3D 表示と連動しており、右側のフラグメントをマウスで選択し、”3D Model View”ボタン
をクリックすると、3D 表示に構造が表示され、指定されたフラグメントが強調表示され、フラグメントの位置がどこであるかが容易にわかるようになっています。(図 2.93)
表示の下部は、”Data”,”Analysis”タブがあり、”Data”では表示指定を、”Analysis”では、クラスタ解析の値を表示します。

図 2.92

VISCANA 画面
70

2GIU の 40 番のフラグメントを選択 “3D Model View”ボタンをクリック

図 2.9340 番のフラグメントを強調表示

指定項目を説明します。
2.6.1 メニューFile メニュー
 Load CSV File
CSV ファイルを読み込み表示します。CSV ファイルの形式は、１行がファイル名, フラグメント 1 の値, フラグメント２の値, …フラグメント N の値であり、これが複数行続く形式です。
CSV ファイル入力の場合は、入力された値でクラスター解析を行い、対象フラグメントの選択、フィルター機能は使用できません。
 Save image
表示された結果を PNG,Tiff または JPG ファイルに格納します。

71 Save CSV file (Raw data)
CPF によって読み込んだ各種相互作用エネルギーを生データとして切り出して出力する"1ERE H2O EST600","0.06704805904155364","0.004935882592690177","-0.004161305550951511","-0.003949102"1L2J ETC600","0.09012984097353183","-0.01233636905089952","-0.06828176585258916","-0.01509068469749"2I0G I0G1","0.017258612366276793","-0.001573896166519262","0.018046159180812538","0.007235390599817"1QKM GEN600","0.06880561851721723","-0.021663096427801065","0.014909053323208354","0.00948922598036"1U3Q 272501","0.03297848604415776","-0.022831991052953526","-0.029928279720479622","-0.030791792451

図 2.94

Save CSV file (Raw data)の出力

 Save CSV file (Raw data with cluster#)
CPF によって読み込んだ各種相互作用エネルギーを生データとして切り出して出力し、1 行目にタイトル(残基番号(フラグメント番号))、1 カラム目にクラスタ番号が出力される。CSV 入
力の場合は、タイトル行は番号のみ出力される。クラスタ番号は、Anlysis で、指定されている状態の番号が出力される。

"Cluster","Title","GLU266(1)","GLN267(2)","LEU268(3)","VAL269(4)","LEU270(5)","THR271 …
"1","1L2J","0.004422543410328217","-0.0017177658883156255","-0.00244106788886711","-0 …
…
"1","2YJD","0.0018548246443970129","-0.016161552906851284","-0.01687829554430209","-0 …
"2","1QKM","-0.01033311647188384","0.016623245552182198","-0.009609946864657104","-0.

…

…
"2","1X7B","-0.028911706773214974","0.002566304348874837","-0.011377972521586344","7.

…

"3","1U3R","-0.029407480076770298","0.007906074039055966","-0.0059105008986080065","0 …
"3","1ZAF","-0.027610782271949574","0.009124418895225972","2.941601269412786E-4","0.0 …
"3","2QTU","0.023051065276376903","0.011827122478280216","-0.0036844993592239916","-0 …
"3","2NV7","-0.04559103159408551","0.010739662931882776","-0.0036646668886533007","0.

…

"4","2Z4B","0.023356488600256853","0.008737203490454704","-0.0036989772343076766","-0 …
"5","2GIU","0.04086011557956226","-0.008129799374728464","-0.018197902871179394","-0.

…

"5","3OMO","0.00813774490961805","-0.010438287048600614","-0.01630014342663344","-0.0 …
"5","3OMQ","-0.01761319577053655","-0.013049710614723153","-0.021847352050826885","-0 …
"5","3OMP","0.05095229222206399","-0.0370117163984105","-0.022769159768358804","-0.03 …

図 2.95

Save CSV file (Raw data with cluster#)の出力

72

 Save CSV file (filtered data)
Base Fragment からの距離によって選択されたフラグメントに対する相互作用エネルギ
ーのみを出力する。ユーザーは出力ファイル名を指定（例：IFIE_filtered.csv）し、それに対応するファイル名（例：IFIE_filtered_fragment_number.csv）にて、インデックス
情報が出力される。出力されるインデック情報は、ポップアップの情報と同一である。
"1ERE H2O EST600","0.06704805904155364","0.004935882592690177","-0.004161305550951511","-0.003949102"1L2J ETC600","0.09012984097353183","-0.01233636905089952","-0.06828176585258916","-0.01509068469749"2I0G I0G1","0.017258612366276793","-0.001573896166519262","0.018046159180812538","0.007235390599817"1QKM GEN600","0.06880561851721723","-0.021663096427801065","0.014909053323208354","0.00948922598036"1U3Q 272501","0.03297848604415776","-0.022831991052953526","-0.029928279720479622","-0.030791792451a)

出力ファイル"1ERE H2O EST600","1;19;19","1;20;20","1;21;21","1;33;33","1;34;34","1;35;35","1;36;36","1;37;37","1"1L2J ETC600","2;19;17","2;20;18","2;21;19","2;33;30","2;34;31","2;35;32","2;36;33","2;37;34","2;38;
2I0G I0G1","5;19;17","5;20;18","5;21;19","5;33;30","5;34;31","5;35;32","5;36;33","5;37;34","5;38;35""1QKM GEN600","3;19;17","3;20;18","3;21;19","3;33;30","3;34;31","3;35;32","3;36;33","3;37;34","3;38;"1U3Q 272501","4;19;17","4;20;18","4;21;19","4;33;30","4;34;31","4;35;32","4;36;33","4;37;34","4;38;b)

インデック情報
図 2.96

Save CSV file (filtered data)の出力

 Close
この画面を閉じます。

2.6.2 Data タブ指定
1) CPF Data Directory
VISCANA 機能で表示するデータのディレクトリを指定します。”CPF Data Directory”ボタン
をクリックするとディレクトリ指定画面が表示されます。”Load”ボタンをクリックするとファイルが読み込まれます。ファイルが読み込まれると”View”ボタン、下のリガンド指定のボタンが有効になります。”View”ボタンは、VISCANA の結果表示され、表示されているフラグメントを選択してクリックすると、3D 表示に構造が表示され、指定されたフラグメントが強調表示されます。結果ファイルは同じタンパク質に異なるリガンドを適用し計算された CPF ファイル群で、アライメント情報が無い場合は、フラグメント数は同じでなくてはいけません。アライメント情報を使用した例はに示します。
2) データ選択(Data Select)
クラスタリングに用いる IFIE の種類や PIEDA の成分を選択します。クラスタリング配列の選択インターフェースを図 2.97 に、凡例への選択成分の表示例を図 2.98 に示します。

73

図 2.97

図 2.98

クラスタリング配列の選択（左：IFIE、右：PIEDA）

クラスタリング配列の凡例への表示：IFIE, HF (Hartree Fock) の例

3) クラスタパラメータ指定(Cluster Analysis)

図 2.99

クラスタパラメータ指定

Base Fragment
クラスタ分析の基準となりフラグメント番号を指定します。

IFIE/PIEDA(X)
相互作用エネルギーの色付けの値の範囲、色を指定します。指定しない場合は、ファイルから読み込まれた値の最大値、最小値を使用します。

Sum over X
バインディングエネルギーの色付けの値の範囲を指定します。指定しない場合は、ファイルから読み込まれた値の最大値、最小値を使用します。

Cluster Method
クラスタ解析の手法を選択します。以下の手法が用意されています。
 furthest neighbor 最長距離法
 nearest neighbor 最短距離法
 group average 群平均法
 centroid 重心法74 median メジアン法
 Ward ウォード法
 flexible フレキシブル法
Apply“Apple”ボタンをクリックすると、指定の値で再表示します。

4) 表示フィルタ(View Filter)Distance
Base Fragment からの距離内にあるフラグメントのみを表示する。

Distance Type
距離内判定の方式を指定する
Neaest Interatomic : 最近接の原子間距離
Center of mass :フラグメントの重心からの距離

Filter“Filter”ボタンをクリックすると、指定の値で再表示します。

図 2.100

表示フィルタ指定

5) 3D Model View
選択されたフラグメントを 3D 表示で強調表示する。

75

2.6.3 Analysis
Cluster No を ON にすると、デンドログラムの表示領域のマウスの位置に、縦に黄色の破線が表示されます。その位置でのクラスタ番号がデンドログラムの左に表示されます。所望の位置でのクラスタ番号を表示したい場合は、位置を決め、デンドログラムの上下から抜けるとその位置での表示が維持されます。

図 2.101 Analysis タブ
クラスタの指定は、デンドログラムの横線をクリックすると、選択されたクラスタ番号が”*”で表示され、その配下のリガンド名が Cluster #1,2 のチェックボックスが有効な方に指定されます。指定されたリガンド名は、#1 がマゼンダ色に、#2 が緑色に表示されます。横線以外をクリックすると、選択が解除されます。

図 2.102

クラスタ選択76

Apply ボタンをクリックすると、それぞれの IFIE の値の平均の差を計算し、その絶対値の大きい順にResult に、フラグメント番号,値 が表示されます。リストをクリックすると該当フラグメントが黄色の枠で表示されます。

図 2.103

絶対値の大きい順に Result に、フラグメント番号,値を表示

77

2.7 IFIE MAP 表示機能
IFIE MAP はフラグメント間の相互作用エネルギーの値で色づけされた２次元 MAP 表示で、右、上に二次構造を色で表示します。表示は拡大縮小が可能で、マウスにより値に表示、３Ｄ表示との連携が可能です。
File->Open File でチェックポイントファイルを読み込みます。Monitor->IFIE MAP を選択し、IFIE 表示画面を表示します。Apply ボタンをクリックすると IFIE MAP が表示されます。表示例を以下に示します。

図 2.104

IFIE MAP 表示画面

表示指定項目を説明します。
1)メニューの説明

File メニュー
 Save image
表示された結果を PNG/Tiff/Jpeg ファイルに格納します。
 Save text
表示された結果（インデックス、値）をテキストファイルに格納します。
 Close
この画面を閉じます。

78

2) 表示パラメータ設定
表示パラメータは、タブを切り替えてそれぞれの属性を指定します。指定後”Apply”ボタンをクリックすると表示が変更されます。


Display Value
値指定のパネルを図 2.105 に示します。

図 2.105

IFIE MAP 値指定画面

79

 Format
３つの表示形式が選択できます。

図 2.106
Format 指定

Separate(-/+)
左にマイナスの値を、右にプラスの値を表示します。表示例を図 2.104 に示します。

Symmetric
マイナスの値、プラスの値を表示します。表示例を図 2.107 に示します。

Distance Matrix
左に Symmetric 表示、右に各フラグメント間の距離を表示します。距離の基準となる原子は次の項目で指定します。表示例を図 2.108 以下に示します。

図 2.107

Symmetric 表示例
80図 2.108

Distance Matrix 表示例

 Value
表示する値を選択します。CPF のバージョンにより選択できる項目がかわります。各
Version の選択画面を図 2.109 に示します。表示するエネルギーを選択し、”Apply”
ボタンをクリックすると、そのエネルギーで MAP が表示されます。

a) Version1b) Version281c) Version3,4.-4.2, 7.0d) Version 4,201, 7.0-4.0, Open1.0 rev10e) Open1.0 rev21 では、記述されていないエネルギーはグレーアウトされる
図 2.109

各 CPF での IFIE 選択値

超分子計算結果を読み込んだ場合は、Super Molecule Step2 が有効になり、これを選択すると超分子計算の Step2 の計算結果で MAP が表示されます。
多体項の計算結果を読み込んだ場合は、Many Body Correction が有効になり、これを選択すると多体項の補正値で MAP が表示されます。
Verision3 の場合は、Compound-IFIE が選択可能で、図 2.110 が表示されます。これは、複数の結果を足し合わせた値を表示するための指定画面です。Coefficient に係数を指定し、Value
を選択します。フラグメント数は同じである必要があります。

82

図 2.110 Value 指定(Version3 Compound)



Color
 AutoColor(-),Color(+)の min,max に値を指定することにより色づけの範囲が指定できます。値のスケールは、Log/Linear が指定できます。Ｌｏｇで 0 を指定した場合
は 1e-10 に変更されます。
Outside the range で、”Colored”を選択すると最大値、最小値の範囲外の値は最大値、最小値の色で表示され、”None”の場合は色が付きません。
 Custom
指定した範囲内(min<max)の値を、指定した色で表示します。範囲外は白になります。Color のところをクリックすると色指定画面が表示されます。表示例を図2.111 に示します。

83

図 2.111 Costum 表示例
 Distance Matrix
Ｄistance の min,max に値を指定することにより色づけの範囲が指定できます。値のス
ケールは、Log/Linear が指定できます。Ｌｏｇで 0 を指定した場合は 1e-10 に変更されます。
Distance Matrix(Base atom)
残基、DNA、その他で、Distance Matrix を計算するときに、どの原子を基準にするかを指定します。
1) Center of mass フラグメント重心
2） The shortest interatomic 最短原子間距離3) Custom 個別指定
CPF ファイル中の Atom Type 名を指定してください。DNA は、１DNA１フラグメントのときに、backbone または、base のどちらかを基準にするか選択します。指定をしない場合は、フラグメント重心を基準とします。
others には、残基、DNA 以外のフラグメント要素の場合にどの原子を基準にするかを指定します。指定方法は “フラグメント番号：原子名“ です。複数ある場合は空白で区切って、複数記述します。記述例 222:C3’ 244:P

84

図 2.112
Distance Matrix 表示例

Fragment Order
MAP 上のフラグメントの表示の順番を指定します。
All は、全てのフラグメントの指定で、Chain はチェーンごとの指定が可能で、チェックボッ
クスでチェックのついているチェーンを表示します。各入力フィールドに、入力された順に表示されます。以下の指定が可能です。
1) 開始フラグメント番号―終了フラグメント番号：増分
指定されたフラグメントがはじめに表示されます。空白で区切り、複数範囲の記述が可能です。
example 200-220:2
2) 残基名指定
GLY, ASP 等の 3 文字で残基名を指定すると、その残基が表示されます。
空白で区切り、複数範囲の記述が可能です。(Ａｌｌのみ有効)

Clear fragments
指定をクリアします。



Set Default
デフォルトの値を設定します。

Add fragments in range
All,Chain でフラグメント番号を指定するための補助機能です。
この画面を表示中に、3D 表示で、構造をクリックするとそのフラグメント番号が No.
に表示されます。フラグメントは、複数指定可能です。Åにそのフラグメントからの距離を指定して、”Add”ボタンをクリックすると、範囲内にあるフラグメントが、フラグ85メント指定のフィールドに追加されます。
“Center of mass”は、フラグメントの重心で比較し、”The shortest interatomic”
は、最短原子間距離で比較します。
Sort by base/backbone(DNA)DNA の場合に、base/backbone の順にソートされ、表示されます。



Sort by Main/Side Chain
多体計算の場合に、主鎖／側鎖の順でまとめて表示されます．

図 2.113

IFIE MAP Fragment Order 指定画面

Graph
横軸にフラグメント番号、縦軸に IFIE の値を表示するグラフを表示します。Fragments に、フラグメント番号を指定します。複数のフラグメント番号が指定された場合は、その和を表示します。Label は、グラフ上の凡例に表示されます。IFIE の値の最大値、最小値も指定可能です。”Draw Graph”をクリックするとグラフが表示されます。表示を図 2.115 に示します。

86図 2.114

IFIE MAP Graph 指定画面

図 2.115

IFIE グラフ表示例

マウスを表示上に置き、しばらくすると、該当のフラグメント番号、エネルギーの値が表示されます。
File メニューで以下の動作が可能です。


Load CSV file
Save CSV file で格納した形式のファイルをロードして表示します。



Save CSV file87

CSV 形式でファイルを格納します。
Save Image
表示を png,jpg,tiff 形式で格納します。

3) 操作説明

Apply
設定された表示形式で MAP を表示します。



Reset
表示を初期状態に戻します。



拡大、縮小、表示領域移動
ボタンをクリックすると、拡大、縮小、上下左右に表示領域が移動します。

Structure Note
表示の横と上に、2 次構造または、チェーンを表示します。



マウスにより拡大領域指定
マップ表示上でマウスの左ボタンを押してドラッグするとラバーバンドが表示されボタンを離すと拡大表示されます。



値表示
マウスを表示上に置き、しばらくすると、該当のフラグメント番号、エネルギーの値が表示されます。

対象フラグメントハイライト表示
表示上でマウスの右ボタンをクリックすると、3D 表示で該当フラグメントがハイライト表示さ
れます。

88

2.8 FILM 等値面表示
FILM の計算結果として、フラグメントペアごとの結果ファイルを読み込み、軌道を指定して、等値面を表示します。まず計算を行った構造のファイルを読み込んでください。その後 Monitor→
FILE isosurface を選択してください。表示指定画面が表示されます。

図 2.116

FILM 表示指定画面
89

表示指定項目を説明します。
1)メニューの説明

File メニュー Close
この画面を閉じます。

2) 表示パラメータData Directory
結果ファイルの格納されているフォルダを指定します。結果ファイル名は、xxx_n_m.lmp2です。（xxx:任意、n.m フラグメント番号）。フォルダが指定されたら、そのフォルダ配下の*.lmp2 ファイルを読み込み Fragment Pair へ表示します。

Fragment Pair
読み込み可能なフラグメントペアを表示します。選択すると、そのフラグメントペアの軌道がOrbital に表示されます。”Highlight fragments in 3D graphics”ボタンをクリックすると対称のフラグメントが 3D 表示でハイライト表示されます。

OrbitalSort by energy で、Inter Fragment/Inner Fragment/All/None を選択します。Inter
Fragment は、フラグメント間の軌道の組でエネルギーの順にリストが表示されます。
Inner Fragment は、フラグメント内の軌道の組でエネルギーの順にリストが表示されます。
All は、全体での軌道の組でエネルギーの順にリストが表示されます。None は、個別に軌道を選択します。選択された軌道番号が Selected pairs に表示されます。また、選択された軌道間のエネルギーの和が Calculate Energy に表示されます。軌道は複数選択可能です。
Maximum number of pairs list 表示する軌道ペアの最大数、リターンキーで表示に反映されます。
from 3D をチェックすると、3D 表示で、原子をクリックすると、その原子が関係している軌
道が、Selected pairs に表示されます。
Selected orbitals は、選択された軌道の初めの軌道番号が設定され、編集可能であり、リ
ターンキーで Sum of Energies が計算され表示されます。
Sum of Energies に、選択された軌道と、他の軌道との組み合わせの値の総和が表示されます。
値は、Sort by energy の選択肢により、積算対象が Inter/Inner/All になります。

90

図 2.117Inter Fragment の軌道リスト表示の例

図 2.118


個別指定の軌道リスト表示の例

Display Matrix
軌道間のエネルギーのマトリックス表示を別ウインドウで表示します。対象フラグメント順にそのフラグメントに含まれる軌道の値を示します。値は赤→白で色付けされます。最小、最大値を変更し、”Apply”ボタンをクリックする色付けの範囲を変更して再描画します。マウスをマトリクス上で止めると、軌道のインデックスと値が表示されます。クリックすると対象軌道
が Selected Orbitals に設定されます。コントロールキーを押しながら選択すると、対象軌道が追加されます。表示例を図 2.119 に示します。
表示 type は、”Inner Fragment”、”Inter Fragment”、”All”から選択できます。
Menu の Save Image を選択すると表示画面を PNG,Tiff,JPG に格納できます。



Isosurface Parameter
等値面の表示指定を行います。それぞれのフラグメントごとの色の指定が可能です。
複数の軌道を表示するとき位相が逆で、色が逆に表示される場合は、以下の手順で、それぞれの軌道の色を指定できます。
“Set”ボタンをクリックすると、等値面の設定が、選択されている軌道に設定されます。等値
面を表示して、色が反転している場合は、表示色を反転させて(-,+)、その設定を適用する
Orbital の”Set”ボタンをクリックします。それぞれの軌道についてこの設定を行い、最後にまとめて表示すると所望の色で表示することが可能です。

91



Draw
等値面を表示します。選択されているすべての軌道の等値面を表示します。



Delete等値面を表示から削除します。

a) マトリクス表示(25,48)をクリック

b) MAP で選択された軌道がリストでも選択される
図 2.119

マトリクス表示例92

図 2.120

FILM 等値面表示例

93

2.9 基本動作
2.9.1 表示の拡大、縮小、回転、移動表示された図は拡大、縮小、回転、移動が可能です。各動作のオペレーションを表 2.1 に示します。
表 2.1 拡大、縮小、回転、移動のオペレーション(windows2 つボタン)
動作
拡大
縮小
回転
移動

オペレーション
Alt キーを押しながらマウスの左ボタンを押し、下の方向へマウスポイ
ンターを移動させる。
Alt キーを押しながらマウスの左ボタンを押し、上の方向へマウスポイ
ンターを移動させる。
マウスの左ボタンを押し回転させたい方向へマウスポインターを移動させる。
マウスの右ボタンを押し移動させたい方向へマウスポインターを移動させる。
v

2.9.2 分子構造の座標の回転、移動n

ファイルごとに分子構造の座標の回転、移動がキーボードからの入力により可能です。このオペレーションでは、対象のファイルの分子構造の座標zxそのものが変更され、分子構造の編集に使用できます。
移動中心点に右のような移動方向を示すマークを表示します。キーバインドは、
移動 x 方向(－:z＋:x)、y 方向(－:c＋:v)、z 方向(－:b＋:n)bc

回転 x 軸(－:a＋:s)、y 軸(－:d＋:f)、z 軸(－:g＋:h)です。回転、移動すると、その原子の座標も変化します。
移動は、キーを押すごとに 1.0Å移動し、シフトキーを押しながらの場合は 0.5Å、コントロールキ
ーを押しながらの場合は 0.1Å移動します。回転は、キーを押すごとに 45°回転し、シフトキーを押しながらの場合は 5°、コントロールキーを押しながらの場合は 1°回転します。
回転、移動の中心はファイル入力時は、そのファイルの原子全体の重心です。特定の原子の座
標を回転中心とすることができます。中心とする原子をクリックして Tool メニュー Set File
Rotation Center を選択すると、クリックされた原子の位置が移動中心となります。
何も選択されていない状態で Tool メニューの Set File Rotation Center を選択すると、ファイルごとの重心に中心を再設定します。

2.9.3 可視化領域の制御
マウスホイールで、表示前後のクリップ距離を制御し、クリップ範囲外は表示しないようにして、可視化領域を制限することが可能です。表示例を図 2.121 に示します。オペレーションは、マウスホ
イールの移動量により、表示前後のクリップ距離を制御し表示領域を制御します。これにより、指定94

範囲外が表示されなくなり、対象分子のみの表示が可能となります。ただホイールを回したときは、前の領域をクリップし、シフトキーを押しながらホイールを回したときは、後ろの領域をクリップする。
コントロールキーを押しながらホイールを回したときはクリップ量を x 0.1 にします。Alt を押しながらホイールを回した場合はクリップをリセットします。

上：標準の表示、下：前後をクリップ
図 2.121分子の可視化領域の制御例

952.10 対象選択方法
３Ｄ表示上で、分子構造をクリックするとクリックされた原子の情報がメッセージエリアに表示され、対象の構造が黄色で表示され、Tree 図で強調表示されます。一つの対象をクリックし、シフトを押しながら別の対象をクリックするとその間の項目も選択されます。コントロールキーを押しながらクリックするとクリックされた対象が追加で選択されます。表示例を図 2.122 に示します。
Tree 図の残基名、原子名をクリックする事により対象の選択が可能です。選択された対象は 3D
表示上で黄色で表示されます。一つの対象をクリックし、シフトを押しながら別の対象をクリックするとその間の項目も選択されます。コントロールキーを押しながらクリックするとクリックされた対象が追加で選択されます。

図 2.122 原子選択の例

96

2.11 表示形式等の指定
右ボタンで表示対象をクリックした場合はその対象の、表示有無、表示形式、色、ラベル表示指定の画面がポップアップし各種指定がおこなえます。原子の指定画面を図 2.123 に、残基の指定
画面を図 2.124 示します。指定対象は、Tree 図の項目を左ボタンでクリックして選択し、右ボタンでクリックする事により指定画面を表示する事もできます。Atom/Structure 両方に指定は適用されます。
Display : 表示の有無を指定します。
Model : 残基の場合、表示形式を None、Wire Frame、Wire Frame with Fragment Bond、Ball&Stick, Stick、Ball&Wire、CPK より選択します。None の場合のは、全体の指定が有効となります。
Label:ラベルの表示を指定します。原子の場合は名称と番号の選択が、残基の場合は名称と原子番号付の名称が選択できます。
Color: 表示色を、None、Atom、Residue、Charged Residue, Atom Charge 、Fragment
Charge 、 Residue

Charge 、 Fragment 、 Interaction

Energy 、 Interaction

Energy[lock]、Chain、File、Other より選択します。None の場合は、全体の指定が有効となります。Other の場合の設定色を横に表示します。そこをクリックすることによりカラー選
択画面が表示されます。

図 2.123 原子表示指定の画面

図 2.124 残基表示指定の画面

97

2.12 解析領域表示指定
MOL2 ファイルを使用して解析領域を表示することができます。書式は@<TRIPOS>ATOM の前の行に”grid file”と記述して、頂点の座標を適当な原子で記述し、@<TRIPOS>BOND で表示したい線をインデックスで指定します。以下に表示例とファイル例を示します。解析領域の色は、ファイルの順の色になります。

図 2.125

解析領域表示指定例

98

@<TRIPOS>MOLECULE
test data
8 12
0
0
0
0
0
grid file@<TRIPOS>ATOM
1 N-8.0000 -4.0000
2 N
8.0000 -4.0000
3 N-8.0000 -4.0000
4 N
8.0000 -4.0000
5 N-8.0000 18.0000
6 N
8.0000 18.0000
7 N-8.0000 18.0000
8 N
8.0000 18.0000@<TRIPOS>BOND
1
1
2 1
2
2
4 1
3
3
4 1
4
3
1 1
5
5
6 1
6
6
8 1
7
7
8 1
8
7
5 1
9
1
5 1
10
2
6 1
11
3
7 1
12
4
8 1
図 2.126-9.0000 N.4-9.0000 N.4
4.0000 N.4
4.0000 N.4-9.0000 N.4-9.0000 N.4
4.0000 N.4
4.0000 N.4

1
1
1
1
1
1
1
1

GLY
GLY
GLY
GLY
GLY
GLY
GLY
GLY

解析領域表示指定ファイル例(g10a_grid.mol2)

99

0.00000.00000.00000.00000.00000.00000.00000.00002.13 Molda
Molda 自体のマニュアルは、別ファイルを参照してください。ここでは、Version 12 で Molda に追加した、DNA,RNA 構造作成機能、DNA,RNA 塩基置換機能、DNA,RNA 塩基補完機能について記述します。
2.13.1 DNA 構造作成
1) Molda のメニュー
Molda のメニューを図 2.127 に示します。DNA,RNA 構造作成機能、DNA,RNA 塩基置換機能、
DNA,RNA 補完機能は「Model」メニューに追加されました。

図 2.127 Molda メニュー
2) DNA 構造作成メニュー
DNA 構造作成メニュー 「Model」－「Input」－「DNA」を選択すると、DNA 構造の指定ダイアロ
グが表示されます。DNA 構造作成メニューを図 2.128 に、DNA 構造の指定ダイアログを図
2.129 に示します。ダイアログの入力エリアには、DNA 構成要素の文字(A,G,T,C)を、作成する一方の対のシーケンスとして入力します。ここでは「AAGGCCTT」を入力し、「OK」ボタンをクリックします。作成された DNA 構造が 図 2.130 のように Molda の Viewer に表示されます。対応する
塩基は自動で作成されます。

図 2.128 Model Input DNA メニュー100

図 2.129

DNA 構造の指定

図 2.130

DNA 構造作成結果

101

3) To Viewer「Display」－「To Viewer」 を行うことで、作成した DNA を BioStation Viewer へ 図 2.131 のように反映できます。

図 2.131

作成した DNA 構造を BioStationViewer へ反映

102

2.13.2 RNA 構造作成
1) RNA 構造作成メニュー
RNA 構造作成メニュー 「Model」－「Input」－「RNA」を選択すると、RNA 構造の指定ダイアロ
グが表示されます。DNA 構造作成メニューを図 2.132 に、DNA 構造の指定ダイアログを図
2.133 に示します。ダイアログの入力エリアには、RNA 構成要素の文字（A,G,C,U）のシーケンスを指定します。ここでは「AAGGCCUU」を入力し、「OK」ボタンをクリックします。作成された RNA
構造が 図 2.134 のように Molda の Viewer に表示されます。

図 2.132 RNA 構造作成メニュー

図 2.133 RNA 構造の指定

103

図 2.134 RNA 構造作成結果
2) To Viewer「Display」－「To Viewer」 を行うことで、作成した DNA を BioStation Viewer へ 図 2.135 のように反映できます。

図 2.135

作成した RNA 構造を BioStationViewer へ反映
104

2.13.3 DNA 塩基置換
1) DNA 構造ファイル表示
BioStation Viewer で DNA 構造ファイル(pdb ファイル等)を開きます。

図 2.136 BioStation Viewer で開いた pdb ファイル2) Molda で表示
BioStationViewer で表示した DNA 構造を「File」－「Molda[with file]」メニューにより Molda
を起動し、表示します。

図 2.137 BioStationViewer に表示中の構造を Molda で表示した結果

105

3) DNA 塩基置換準備
DNA の塩基置換を行います。「View」－「Sequence Viewer」を表示し、置換を行う塩基を選択し「OK」をクリックします。Molda に表示されている構造上に選択された塩基が水色の状態となります。
ここでは DC3 を選択した例を 図 2.138 に示します。Molda に表示されている DNA の構造のDC3 塩基部分が選択された状態を 図 2.139 に示します。

図 2.138

図 2.139

Sequence viewer で DC3 塩基を選択

DC3 塩基を選択された状態の Molda Viewer
1064) DNA 塩基置換
DNA 塩基置換メニュー 「Model」－「Point Mutation」－「DNA」メニューを選択すると、DAN
塩基置換のダイアログが表示されます。DNA 構造作成メニューを図 2.140 に、DAN 塩基置換のダイアログを図 2.141 に示します。置換する塩基タイプ(DA,DG,DC,DT) から選択し、「OK」をク
リックします。DC３を「DT」へ置換するため、「DT」を選択します。塩基置換結果は 図 2.142 のよ
うに表示されます。

図 2.140

DNA 塩基置換のメニュー

図 2.141

DNA 塩基置換ダイアログ

図 2.142

DNA 塩基置換結果表示

107

5) To Viewer「Display」－「To Viewer」 を行うことで、作成した DNA を BioStation Viewer へ 図 2.143 のように反映できます。

図 2.143

塩基置換した DNA 構造を BioStationViewer へ反映

108

2.13.4 RNA 塩基置換
1) BioStationViewer の起動
BioStation Viewer で RNA 構造ファイル(pdb など)を開きます。

図 2.144 BioStation Viewer で開いた pdb ファイル2) Molda で表示
BioStationViewer で表示した RNA 構造を「File」－「Molda[with file]」メニューにより Molda
で表示します。

図 2.145 BioStationViewer に表示中の構造を Molda で表示した結果

109

3) RNA 塩基置換準備
RNA の塩基置換を行います。「View」－「Sequence Viewer」を表示し、置換を行う塩基を選択し「OK」をクリックします。Molda に表示されている構造上に選択された塩基が水色の状態となります。
ここでは U2 を選択した例を 図 2.146 に示します。Molda に表示されている RNA の構造のU2 塩基部分が選択された状態を 図 2.147 に示します。

図 2.146

Sequence viewer で U2 塩基を選択

図 2.147 U2 塩基を選択された状態の Molda Viewer

1104) RNA 塩基置換
RNA 塩基置換メニュー 「Model」－「Point Mutation」－「RNA」メニュー選択すると、RAN 塩基
置換のダイアログが表示されます。RNA 塩基置換メニューを図 2.148 に、RAN 塩基置換のダイ
アログを 図 2.149 に示します。置換する塩基タイプ(A,G,C,U)から選択し、「OK」をクリックします。
ここでは U2 を A に置換します。このため、「A」を選択します。置換結果が 図 2.150 のように表示されます。

図 2.148 RNA 塩基置換のメニュー

図 2.149 RNA 塩基置換ダイアログ

図 2.150 RNA 塩基置換結果表示

111

5) To Viewer「Display」－「To Viewer」 を行うことで、作成した RNA を BioStation Viewer へ 図 2.151 のように反映できます。

図 2.151

塩基置換した RNA 構造を BioStationViewer へ反映

112

2.13.5 DNA 塩基補完
塩基補完には Position に 5’Terminal、3’Terminal、Middle のいずれかを指定し、補完するシーケンスを指定します。5’Terminal は、5’端へ塩基を補完します。3’Terminal は、3’端へ塩基を補完します。Middle は、末端以外のところへ塩基を追加します。
DNA 塩基補完では 3 パターンの Position の操作方法を示します。
2.13.5.1 Position：5’Terminal
5’Terminal 方向に塩基を補完します。
1) BioStationViewer の起動
BioStation Viewer で DNA 構造ファイル(pdb など)を開きます。ここでは見やすいように Atom
表示を Off、Structurs Cα[line]表示とし、「Tool」－「Label」の「Residue Label」を On にします。
以下の DNA 構造は B 鎖 DC9 に対応する A 鎖の塩基が欠落しています。これを補完します。

図 2.152 BioStation Viewer で開いた pdb ファイル113

2) Molda の起動
BioStationViewer で表示した DNA 構造を「File」－「Molda[with file]」メニューにより Molda
で表示します。

図 2.153 BioStationViewer に表示中の構造を Molda で表示した結果
3) DNA 塩基補完準備
DNA の塩基補完を行います。「View」－「Sequence Viewer」を表示し、補完を行う基点となる塩基を選択し「OK」をクリックします。ここでは DA1 を選択し、 図 2.154 に示します。Molda に表示されている構造上に選択された塩基が水色に選択された状態となります。Molda に表示されている DA1 が選択された状態を 図 2.155 に示します。

図 2.154

Sequence viewer で DA1 塩基を選択114

図 2.155

DA1 塩基を選択された状態の Molda Viewer

1154) DNA 塩基補完
DNA 塩基補完メニュー 「Model」－「Add Nucleotide」－「DNA」メニューを選択すると、DNA
塩基補完のダイアログが表示されます。DNA 塩基補完メニューを図 2.156 に、DNA 塩基補完のダイアログを 図 2.157 に示します。補完する方向を Position で、5’Terminal、3’Terminal、Middle から選択します。ここでは 5’Terminal を選択します。ダイアログの入力エリアには、選択した塩基に対し、Position 指定した方向に補完する塩基を DNA 構成要素の文字(A,G,T,C)を使用して、シーケンスとして入力します。ここでは「G」を入力し、「OK」ボタンをクリックします。塩基の補完結果は 図 2.158 のようになります。

図 2.156

DNA 塩基補完のメニュー

図 2.157

DNA 塩基補完ダイアログ116図 2.158

DNA 塩基補完結果表示

注意※ 補完する対象の鎖に 2 つ以上の塩基がない場合、補完処理は実施できません。
※ Position に 5’Terminal を指定する場合、選択した基点となる塩基がその鎖の始端でなければなりません。
5) To Viewer「Display」－「To Viewer」 を行うことで、補完した DNA を BioStation Viewer へ 図 2.159 のように反映できます。

図 2.159

塩基補完した DNA 構造を BioStationViewer へ反映
117

2.13.5.2 Position：Middle
Middle 方向に塩基を補完します。
1) BioStation Viewer の起動
BioStation Viewer で DNA 構造ファイル(pdb など)を開きます。ここでは見やすいように Atom
表示を Off、Structurs Cα[line]表示とし、「Tool」－「Label」の「Residue Label」を On にします。
以下の DNA 構造は A 鎖 DG2、DG3 に対応する B 鎖の塩基が欠落しています。これを補完します。

図 2.160 BioStation Viewer で開いた pdb ファイル118

2) Molda の起動
BioStationViewer で表示した DNA 構造を「File」－「Molda[with file]」メニューにより Molda
で表示します。

図 2.161 BioStationViewer に表示中の構造を Molda で表示した結果

1193) DNA 塩基補完準備
DNA の塩基補完を行います。「View」－「Sequence Viewer」を表示し、補完を行う基点となる塩基を選択し「OK」をクリックします。ここでは、DA5 を選択し、図 2.162 に示します。Molda に表示されている構造上に選択された塩基が水色に選択された状態となります。。Molda に表示されている DA5 が選択された状態を 図 2.163 に示します。

図 2.162

図 2.163

Sequence viewer で DA5 塩基を選択DA5 塩基を選択された状態の Molda Viewer

1204) DNA 塩基補完
「Model」－「Add Nucleotide」－「DNA」メニューを選択すると、DNA 塩基補完のダイアログが表示されます。補完する方向を Position で、5’Terminal、3’Terminal、Middle から選択します。ここでは Middle を選択します。ダイアログの入力エリアには、選択した塩基に対し、Position 指定した方向に補完する塩基を DNA 構成要素の文字(A,G,T,C)を使用して、シーケンスとして入力します。ここでは「GC」を入力し、「OK」ボタンをクリックします。DNA 塩基補完ダイアログを 図 2.164に示します。補完結果が 図 2.165 のように表示されます。

図 2.164

DNA 塩基補完ダイアログ

図 2.165

DNA 塩基補完結果表示

121

注意
※ 補完する対象の鎖に 2 つ以上の塩基がない場合、補完処理は実施できません。
※ Position に Middle を指定する場合、選択した基点となる塩基がその鎖の始端か中間でなければなりません。
※ Position に Middle を指定する場合、欠落している塩基の数以上の塩基を指定することはできません。
5) To Viewer「Display」－「To Viewer」 を行うことで、補完した DNA を BioStation Viewer へ 図 2.166 のように反映できます。

図 2.166 BioStationViewer に表示中の構造を Molda で表示した結果

1222.13.5.3 Position：3’Terminal
1) BioStation Viewer の起動
BioStation Viewer で DNA 構造ファイル(pdb など)を開きます。ここでは見やすいように Atom
表示を Off、Structurs Cα[line]表示とし、「Tool」－「Label」の「Residue Label」を On にします。
以下の DNA 構造は B 鎖 DA4 に対応する A 鎖の塩基が欠落しています。これを補完します。

図 2.167 BioStation Viewer で開いた pdb ファイル2) Molda の起動
BioStationViewer で表示した DNA 構造を「File」－「Molda[with file]」メニューにより Molda
で表示します。

図 2.168 BioStationViewer に表示中の構造を Molda で表示した結果
1233) DNA 塩基補完準備
DNA の塩基補完を行います。「View」－「Sequence Viewer」を表示し、補完を行う基点となる塩基を選択し「OK」をクリックします。ここでは、DC3 を選択し、図 2.169 に示します。Molda に表示されている構造上に選択された塩基が水色に選択された状態となります。Molda に表示されている DG３が選択された状態を 図 2.170 に示します。

図 2.169

図 2.170

Sequence viewer で DG3 塩基を選択DA4 塩基を選択された状態の Molda Viewer

1244) DNA 塩基補完
「Model」－「Add Nucleotide」－「DNA」メニューを選択すると、DNA 塩基補完のダイアログが表示されます。補完する方向を Position で、5’Terminal、3’Terminal、Middle から選択します。ここでは 3’Terminal を選択します。ダイアログの入力エリアには、選択した塩基に対し、Position
指定した方向に補完する塩基を DNA 構成要素の文字(A,G,T,C)を使用して、シーケンスとして入力します。ここでは「C」を入力し、「OK」ボタンをクリックします。DNA 塩基補完ダイアログを 図
2.171 に示します。補完結果が 図 2.172 のように表示されます。

図 2.171

DNA 塩基補完ダイアログ

図 2.172

DNA 塩基補完結果表示

125

注意
※ 補完する対象の鎖に 2 つ以上の塩基がない場合、補完処理は実施できません。
※ Position：3’Terminal を指定する場合、選択した基点となる塩基がその鎖の終端でなけ
ればなりません。
※ Position に 3’Terminal を指定する場合、基点となる塩基は 5’Terminal 方向に塩基と接続していなければなりません。塩基が欠落して接続がない場合には、 Position：
Middle を指定するなどして、中間の欠落している塩基を補完した後に、 Position：
3’Terminal の補完を行うようにしてください。
5) To Viewer「Display」－「To Viewer」 を行うことで、補完した DNA を BioStation Viewer へ 図 2.173 のように反映できます。

図 2.173

塩基補完した DNA 構造を BioStationViewer へ反映

126

2.13.6 RNA 塩基補完
RNA 塩基補完は DNA 塩基補完と操作と同じです。
Position に Middle を指定した操作手順を例に示します。
1) BioStation Viewer の起動
BioStation Viewer で RNA 構造ファイル(pdb など)を開きます。ここでは見やすいように Atom
表示を Off、Structurs Cα[line]表示とし、「Tool」－「Label」の「Residue Label」を On にします。
以下の RNA 構造は G3 から C8 間の延期が欠落しています。これを補完します。

図 2.174 BioStation Viewer で開いた pdb ファイル2) Molda の起動
BioStationViewer で表示した DNA 構造を「File」－「Molda[with file]」メニューにより Molda
で表示します。

図 2.175 BioStationViewer に表示中の構造を Molda で表示した結果

1273) RNA 塩基補完準備
RNA の塩基補完を行います。「View」－「Sequence Viewer」を表示し、補完を行う基点となる塩基を選択し「OK」をクリックします。ここでは、G3 を選択し、図 2.176 に示します。Molda に表示されている構造上に選択された塩基が水色に選択された状態となります。Molda に表示されているG３が選択された状態を 図 2.177 に示します。

図 2.176

図 2.177

Sequence viewer で G3 塩基を選択

G3 塩基を選択された状態の Molda Viewer

1284) RNA 塩基補完
「Model」－「Add Nucleotide」－「RNA」メニューを選択すると、RNA 塩基補完のダイアログが表示されます。RNA 塩基補完メニューを図 2.178 に、RNA 塩基補完のダイアログを 図 2.179 に示します。補完する方向を Position で、5’Terminal、3’Terminal、Middle から選択します。ここでは Middle を選択します。ダイアログの入力エリアには、選択した塩基に対し、Position 指定した方向に補完する塩基を RNA 構成要素の文字(A,G,U,C)を使用して、シーケンスとして入力します。ここでは「AGU」を入力し、「OK」ボタンをクリックします。補完結果が 図 2.180 のように表示されます。

図 2.178 RNA 塩基補完のメニュー

図 2.179 RNA 塩基補完ダイアログ129図 2.180 RNA 塩基補完結果表示
注意※ 補完する対象の鎖に 2 つ以上の塩基がない場合、補完処理は実施できません。
※ Position に 5’Terminal を指定する場合、選択した基点となる塩基がその鎖の始端でなければなりません。
※ Position に Middle を指定する場合、選択した基点となる塩基がその鎖の始端か中間でなければなりません。
※ Position に Middle を指定する場合、欠落している塩基の数以上の塩基を指定することはできません。
※ Position：3’Terminal を指定する場合、選択した基点となる塩基がその鎖の終端でなけ
ればなりません。
※ Position に 3’Terminal を指定する場合、基点となる塩基は 5’Terminal 方向に塩基と接続していなければなりません。塩基が欠落して接続がない場合には、中間の欠落している塩基を補完した後に 3’Terminal の補完を行うようにしてください。

130

5) To Viewer「Display」－「To Viewer」 を行うことで、補完した DNA を BioStation Viewer へ 図 2.181 のように反映できます。

図 2.181

塩基補完した RNA 構造を BioStationViewer へ反映

131

3 使用例
3.1 ABINIT-MP 計算結果表示
サンプルデータを使用して、各種表示を行います。サンプルデータはo(Gly)10 のサンプルデータ









FMO-HF/STO-3G 計算の check point file g10a.cpf
電子密度を計算する入力データ den.inp
電子密度のグリッドデータ g10a_fmo_sto-3g_3.den
電 子 密 度 上 の 静 電 ポ テ ン シ ャ ル マ ッ プ 力 デ ー タ
g10a_fmo_sto-3g_3.map
静電ポテンシャルのグリッドデータ g10a_fmo_sto-3g_4.esp
分子軌道のグリッドデータ g10a_fmo_sto-3g_3.mo
領域表示例データファイル g10a_grid.mol2
電場ベクトルデータファイル g10a_fmo_sto-3g_3.efv

です。
3.1.1 分子構造表示
Viewer を起動して、g10a.cpf を読み込みます。ファイルを読み込んだ画面を図 3.1 に示します。
起動時の分子構造の表示形式はスティックになっています。

図 3.1 g10a.cpf を読み込んだ画面
Model(ATOM)メニューより、Wire frame ,Wire frame(with fragment bond)(Color を frameに指定),Ball&Stick, Ball&Wire,CPK, Backbone,Cα(line)を選択して表示形式を変更して表示します。表示結果を図 3.2～3.8 に示します。
132

図 3.2 ワイヤーフレーム形式

図 3.3 ワイヤーフレーム形式(フラグメント境界付)形式

図 3.4 ボールアンドスティック形式

図 3.5 ボールアンドワイヤー形式

133

図 3.6 CPK 形式

図 3.7 backbone 形式

図 3.8 CαLine 形式

図 3.9 Stick(with boundary)形式

134

3.1.2 色付けを変更した表示
Color メニューより、Atom, Residue(Name), Charged Residue, Atom Charge, Frangment,
Chain を選択して表示色を変更して表示します。表示結果を図 3.10～3.13 に示します。
なお、Model(ATOM)メニューでは Stick を設定しています。

図 3.10 原子の種類で色付け

図 3.11 残基の種類で色付け

図 3.12 残基の電荷で色付け

図 3.13 原子の電荷で色付け

135

図 3.14 フラグメントで色付け

図 3.15 チェーンで色付け(1 チェーンなので
1 色)フラグメント間相互作用エネルギーを表示するには、基準となる 2 番目のフラグメントを選択し（黄色で表示）、Monitor→Interfragment Interaction→1:1 を選択し、最小値に-5,最大値に 5 を指定しています。表示結果を図 3.16 に示します。フラグメント間相互作用エネルギーの詳細は3.3 節で詳しく説明します。

図 3.16 フラグメント間相互作用エネルギーの値で色付け。黄色の２番目のフラグメントを基準として表示している。
136

3.1.3 ラベル表示
Tool→Label を選択するとラベル表示画面が表示されます。図 3.17 に残基のラベルを表示した
例を、図 3.19 に原子のラベルを表示した例を示します。

図 3.17 残基のラベル表示例

図 3.18 原子のラベル(原子名)表示例

137

3.1.4 電子密度の等値面表示
電子密度の表示を行います。File→Open で g10a_fmo_sto-3g_3.den を指定します。等値面
指定画面が表示され、表示する等値面の値はファイルに記述されている値です。このまま Ok をク
リックします。すると、電子密度の等値面が表示されます。表示を

図 3.19 に示します。

File→File List を選択すると入力されているファイル一覧が表示されています。ここで、
g10a_fmo_sto-3g_3.den の横の Value ボタンをクリックします。等値面指定画面が表示されるので、色を変更します。Color の横のボタンをクリックするとカラー選択画面が表示されます。ここで適当な色を選択します。表示を

図 3.20 に示します。

図 3.19 等値面表示

図 3.20 色を変更した等値面表示

File→Close File を選択すると入力されているファイル一覧が表示されています。ここで、
g10a_fmo_sto-3g_3.den を選択肢 Ok ボタンをクリックします。表示から等値面が削除されます。

138

3.1.5 電子密度の等値面上に静電ポテンシャルの値により色付けした表示
電子密度の等値面上に静電ポテンシャルの値により色付けした表示を行います。File→Open で
g10a_fmo_sto-3g_3.map を指定します。静電ポテンシャル指定画面が表示されます。Min Max
を-0.05 0.05 に設定します。Ok をクリックすると、電子密度の等値面が表示されます。表示を図3.21 に示します。
等値面の透明度を変更します。File→File List を選択すると入力されているファイル一覧が表示されています。ここで、g10a_fmo_sto-3g_3.map の横の Value ボタンをクリックします。静電ポテン
シャル指定画面が表示されるので、Transparency を 50 に変更します。また、Color→Atom
Charge を選択します。表示を図 3.22 に示します。

図 3.21 電子密度の等値面上に静電ポテン

図 3.22 透明度を変更した等値面表示

シャルの値により色付けした表示

139

3.1.6 静電ポテンシャルの等値面表示
静電ポテンシャルの等値面表示を行います。File→Open で g10a_fmo_sto-3g_4.esp を指定します。静電ポテンシャル指定画面が表示されます。Min,Max を-0.01,0.01、Transparency を 50にして Ok をクリックすると、静電ポテンシャルの等値面が表示されます。分子構造を Stick で合わ
せて表示した例を図 3.23 に示します。

図 3.23 静電ポテンシャルの等値面表示

140

3.1.7 分子軌道の等値面表示
分子軌道の等値面表示を行います。File→Open で g10a_fmo_sto-3g_3.mo を指定します。分
子軌道指定画面が表示されます。ここで、グラフより表示したい軌道を選択し、Draw をクリックすると、電子密度の等値面が表示されます。この例では１番目のフラグメントの LUMO の等値面を表示しています。表示を図 3.24 に示します。

図 3.24分子軌道の等値面表示

141

3.1.8 電場ベクトルの表示
電場ベクトルの表示を行います。File→Open で g10a_fmo_sto-3g_3.efv を指定します。デフォ
ルトの電場ベクトルが表示されます（図 3.25）。
次に表示形式を変更して表示する例を示します。Min,Max の値を-0.1,0.1 にします。断面指定をするため、Section→Set ボタンを押下し、Assign Section Plane の Angle タブで B を-27 度に設定して、Value は Density を指定して"Draw"ボタンをクリックすると断面が表示されます。表示
指定を図 3.26 に、表示を図 3.27 に示します。
構造表示形式を Ball&Stick、電場ベクトルの透明度を 50、表示形式を Min,Max の値を-0.02,0.02、Stick、ステップ数を 150 にし”Draw”ボタンをクリックすると Stick 形式の電場ベクトルが表示されます。ステップ数を増やしたので、下のほうの＋のグリシンから、上の－のグリシンへ電場ベクトルが表示されます。表示指定を図 3.28 に、表示を図 3.29 に示します。

図 3.25

電場ベクトルの表示

142

図 3.26

図 3.27断面の表示指定

断面の表示

143

図 3.28

図 3.29

電場ベクトルの表示指定

Stick 形式での電場ベクトル表示

144

3.2 エストロゲン受容体－リガンド複合体の構造表示例
サンプルデータを使用して、各種表示を行います。サンプルデータ(フォルダ sample にあります)には、エストロゲン受容体－リガンド複合体を用います。リガンドとしてアゴニストである 17β-estradiaol と選択的アンタゴニスト raloxifene が結合した場合のｐｄｂファイル ERE_EST.pdb、
ERR_RAL.pdb を使用します。

3.2.1 ペプチド鎖の Cα line 表示
Viewer を起動して、ERE_EST.pdb を読み込むと、デフォルトの設定で、Model(Atom)→Off、
Model(Structure)→Cα Line で表示されます。ファイルの読み込みはドラッグでも可能です。
色は、２次構造の種別で表示されます。表示を図 3.30 に示します。その他の形式の表示例は図2.31－図 2.37 を参照してください。

図 3.30 ファイル読み込み後の表示

145

3.2.2 ペプチド鎖の Cα line 表示＋リガンド表示形式変更
Selection→Residue を選択し、リガンドをマウスの左ボタンでクリックします。クリックされたリガンドが強調表示された画面を図 3.31 に示します。

図 3.31 リガンド選択

146

次に、右ボタンでリガンドをクリックします。すると残基表示指定画面が表示されますので Color：Atom 、Model：Ball&Stick を選択し Ok をクリックします（図 3.32）。これで、リガンドがボールアンドスティック形式で表示されます。表示を図 3.33 に示します。

図 3.32 リガンドの表示形式指定画面

図 3.33 リガンドをボールアンドスティック形式で表示

147

次に、リガンドを右クリックし残基表示指定画面で Model の項目は CPK を選択し、Color の項目はother にし、横のボタンをクリックし、適当な色を選択します。リガンドが空間充填モデル形式で指定した色で表示されます。表示を図 3.34 に示します。

図 3.34 リガンドを空間充填モデル形式で表示

148

3.2.3 ペプチド鎖の Cα line 表示＋リガンド表示＋選択した残基の表示
リガンド周辺の残基を Wire Frame で表示します。シフトを押しながら左ボタンで 5 つほどリガン
ド周辺の残基（この例では ASN519～GLU523）をクリックします。シフトを押しながら右ボタンそのひとつをクリックします。残基表示指定画面が表示されますので Color：Atom、Model：Wire
Frame を選択し Ok をクリックします。これで、選択された残基がワイヤーフレーム形式で表示されます。表示を図 3.35 に示します。

図 3.35 選択した残基のワイヤーフレーム形式表示149

次に Tree 図からの指定で表示を変更します。リガンド周辺の残基をクリックします。Tree 図に選択された残基が強調表示されますので、残基名の横のマークをクリックし残基の展開を閉じ、もう一度この残基をクリックし 5 個下の残基をシフトを押しながらクリックします（この例では GLY420～
PHE425）。これで、複数の残基が選択されます。次に右ボタンで選択された残基をクリックします。
残基表示指定画面が表示されますので Color：Atom、Model：Wire Frame を選択し Ok をクリックします。これで、選択された残基がワイヤーフレーム形式で表示されます。表示を図 3.36 に示します。

図 3.36 Tree 図上で選択した残基のワイヤーフレーム形式表示150

3.2.4 リガンド＋荷電残基表示
Model(Atom)→Wire Frame, Model(structure)→Off で全体を Wire Frame で表示します。
Tool→Display Selected Residue を選択します。残基表示有無指定画面が表示されますので、Unselect All をクリックし、荷電残基(ASP,GLU,LYS,ARG)を選択します。すると指定された荷電残基のみ表示されます。表示を図 3.37 に示します。同様に、任意の指定残基のみを表示することができます。

図 3.37 荷電アミノ酸の表示151Color(Atom)→Charged Residue を選択すると、表示されている残基が荷電の値により色付けされます。正電荷が赤、負電荷が青で表示されます。表示を図 3.38 に示します。

図 3.38 荷電アミノ酸で色付けした表示
Tool→Display Selected Residue を選択します。残基表示有無指定画面が表示されますので、
Select All をクリックします。残基の表示指定が解除され全体が表示されます。表示を図 3.39 に示します。

図 3.39 荷電アミノ酸で全体を色付けした表示

152

3.2.5 リガンド周辺表示と距離表示
リガンドから指定した距離内の原子を表示します。リガンドをクリックし選択し、Tool→Display
Atom in Distance を選択します。距離指定の画面が表示されますので、From selected でResidue を選択し、Distance に４と入力します。するとリガンドから距離 4Å以内の原子が表示されます。表示を図 3.41 に示します。ここで、リガンドの真ん中のあたりの原子をクリックして Tool→
Set Rotaion Center を選択します。すると、回転中心が選択された原子になるので、表示の移動がやりやすくなります。

図 3.40 指定範囲内の原子の表示の指定画面

図 3.41 リガンドから指定距離内の表示

153

次に、原子間の距離を表示します。Color(Atom)→Atom を選択し、全体を原子で色付けし、リガ
ンドを右ボタンクリックし残基表示指定で、Ball&Stick、原子で色付けを指定します。ここで、Monitor→Distance を選択します。リガンドの端の水素原子をクリックし、次にその近くの残基上の酸素原子をクリックします。するとメッセージエリアに両原子間の距離が表示されます。表示を図3.42 に示します。

図 3.42 原子間の距離の表示

154

3.3 フラグメント間相互作用エネルギー表示例
エストロゲン受容体－リガンド複合体の計算結果を使用して、フラグメント間相互作用エネルギ
ーの表示を行います。1 フラグメント＝1 残基として計算を行えば、残基間相互作用、残基－リガン
ド間相互作用を表示することができます。

3.3.1 ファイル入力
Viewer を起動して、ERE_EST.cpf を読み込み表示します。表示を図 3.43 に示します。

図 3.43

ファイルを入力して表示

155

3.3.2 フラグメント間相互作用エネルギー表示の指定
Tree 図よりリガンド EST600 をマウスの左ボタンでクリックして選択します。また、Monitor→
Interfragment Interaction→1:1 を選択します。すると図 3.44 のような値の指定画面が表示されます。ここでは、min:-10,max:10 と入力して Ok ボタンをクリックします。これで、リガンドからの各残基間相互作用エネルギーを-10～10kcal/mol の範囲で色付けした分子構造が表示されます。
相互作用エネルギー値がの値が負→零→正となるに従って、赤→白→青の順で色付けされ、色の濃さが相互作用の強さを表しています。表示を図 3.45 に示します。

図 3.44 フラグメント間相互作用エネルギーの表示指定

図 3.45

フラグメント間相互作用エネルギーの表示

156

3.3.3 閾値を指定して表示
ここで、フラグメント個別の表示を行うために、Model(Structure)→Off、Model(Atom)→Wire
Frame にします。リガンドを目立たせるために、Ｔree 図のＥＳＴ600 をマウスの右ボタンでクリックして表示属性指定画面を表示します。ここで、Ｃｏｌｏｒはメニュー横のボタンをクリックして適当な色を選択し、Model は CPK を指定します（図 3.46）。次に、Monitor→Interfragment Interaction→1:1[lock]を選択し、値の指定画面で threshold に 2 を指定しますこれで、相互作用エネル
ギーの絶対値が 2kcal/mol 以下の残基が表示されなくなります。表示を図 3.47 に示します。

図 3.46

図 3.47リガンドの表示指定

閾値を指定したフラグメント間相互作用エネルギーの表示

157

3.3.4 指定したフラグメント間の相互作用エネルギー表示
Model(Atom)→Stick にします。Monitor→Interaction Energy を選択します。もう一度このメニューが選択されるまではメニューが緑で表示され、表示をピックすると指定されたフラグメント（残基）間の相互作用エネルギーを表示します。リガンドとその周辺のフラグメントをクリックして表示した例を図 3.48 に示します。また、エラー! 参照元が見つかりません。に示したようにフラグメント（残基）間の相互作用エネルギーの値をリスト表示することも可能です。

図 3.48

指定したフラグメント間の相互作用エネルギーの表示

158

3.4 重ね合わせ操作例
ERE_EST.cpf、ERR_RAL.cpf のデータを使用して重ね合わせの使用例を示します。

3.4.1 ファイル入力
Viewer を起動して、ERE_EST.cpf、ERR_RAL.cpf を読み込み、Color(Structure)→File、Model(Structure)→Cαを選択します。これでファイルごとに色付けされ表示されます。表示を図3.49 に示します。

図 3.492 つのファイルを読み込んで表示

159

3.4.2 すべてのＣαを用いた指定による重ね合わせ
Tool→Overlay Molecules を選択します。重ね合わせの指定画面が表示されます。ここでは、
デフォルトの値を使用するので Oｋボタンをクリックします。デフォルトでは、ファイルごとに Cαの座標を用いて重ねあわせを行います。重ねあわせ後の表示を図 3.50 に示します。全体で重ね合わせしたために全体的にずれがあります。

図 3.50

ファイルごとに Cαの座標を用いて重ねあわせを行った表示

3.4.3 指定した残基内の原子(Cα)指定による重ね合わせ
次に原子(Cα)を３つ指定して重ねます。Tool→Overlay Molecules を選択し、Type の項目をResidue、Method の項目を Cαを選択します。そして構造的に近い残基を交互にそれぞれ 3 点ク
リックします。クリックされた残基番号が入力フィールドに表示されます。入力フィールドはキーボー
ドで編集可能なので間違えた場合はキーボードより削除が可能です。指定を図 3.51 に示します。
ここで、”Ok”ボタンをクリックします。それぞれのリガンド(EST600,RAL600)をＳｔｉｃｋ表示にします。
アゴニスト(EST、ピンク色)、アンタゴニスト(RAL、青色)それぞれのリガンドが計都合した場合に、Ｃ末側のへリックス 12 の位置が異なっている様子がわかります (図 3.52) 。
次に Model(Structure)→Cα{tube}を選択します。この表示を図 3.53 に示します。

160

図 3.51

図 3.52

重ね合わせの指定残基指定で重ね合わせを行った結果の表示

161

図 3.53

残基指定で重ね合わせを行った結果の表示(Cα{tube})162

3.5 水素原子付加の操作例
あらかじめ水素を取り除いたサンプルファイル(ERE_EST_noH.pdb)を用いて水素原子付加の操作例を示します。水素原子付加を行うには Reduce がインストールされている必要があります。インストールは 7.5 章をご参照ください。
ERE_EST_noH.pdb を読み込みます。表示されたら Tool→Add Hydrogen を選択してください。すると、水素追加指定画面（図 3.54）が表示されます。出力ファイル名は入力ファイル名に_addH を付加したものがデフォルトとして表示されます。Options には Reduce で使用できるオプ
ションを指定します。Ok ボタンをクリックするとコマンドプロンプトの画面が表示され実行のログが表示されます。終了したら exit を入力して（図 3.55）閉じてください。

図 3.54

水素追加指定画面

図 3.55

コマンドプロンプト

163

コマンドプロンプトを閉じると結果を表示するかどうかの問い合わせがあります。ここで Ok をクリッ
クすると表示が水素原子付加されたものと置き換わります。

図 3.56

図 3.57

結果表示の確認

水素追加後の分子構造

164

3.6 フラグメント間相互作用エネルギー 多対１の例
DNA とタンパク質の計算を例にフラグメント間相互作用エネルギーの多対１の表示例を示します。サンプルファイル trunc-DB7_Hopt_moe_DNA.cpf を読み込み、Cα[tube]形式で表示します。。Monitor→Interfragment Interaction→N:1 を選択し指定画面を表示します。このファイルはフラグメント番号 23～222 までがタンパク質、223 がリガンド、1～22 までが DNA です。そこ
で、タンパク質、リガンドと DNA のフラグメント間相互作用を見るために Base Fragments に23-222 と入力し、Min,Max を-100,100 にし”Ok”ボタンをクリックするとタンパク質、リガンドとDNA のフラグメント間相互作用エネルギーで色付けされ表示されます。赤の色の濃い部分が安定化している部分です。

図 3.58

フラグメント間相互作用エネルギー 多対１の例

165

3.7 トラジェクトリー表示例
3.7.1 グリシンの例
サンプルファイル G05A.trj を読み込みます。はじめの分子構造が表示されます（図 3.59）。
ボタンをクリックすると、構造が変化する様子が表示されます。最後のステップの分子構造を
図 3.60 に示します。

図 3.59 はじめの分子構造

図 3.60 最後のステップの分子構造

166

3.7.2 Si8 の例
サンプルファイル dyna_pot_test.tr2 を読み込みます。このファイルは「戦略的基盤ソフトウエ
アの開発」の研究テーマのひとつ「ナノシミュレーション」の結果です。Si8 の MD 計算の結果を表
示用に 10 ステップごとに編集したものです。ベクトルは、原子に作用している力の大きさをあらわしています。ファイル読み込み後 Model(Atom)→Wire Frame、Preference→Set Preferences→Arrow(Trajectory)タブ中→Scale に 10 を設定し、"Apply"ボタンをクリックして下さい。はじめのステップの表示を図 3.61 に示します。

ボタンをクリックすると、ベクトル表示が変化する様子が表示されます。最後のステップを図 3.62 に示します。

図 3.61 はじめのステップの表示

167

図 3.62 最後のステップの表示

3.7.3 トラジェクトリー表示の動画ファイルを作成
BioStation Viewer 自体に動画ファイル作成機能がありますが、ここではオープンソースソフトウェ
アである FFmpeg を使用した動画ファイル作成例を説明します。
１) ファイル読み込み
File > Open File からトラジェクトリｰファイルを読み込みます。この際、Files of Typeで、Trajectory file を選択すると、トラジェクトリｰファイルだけがリストに表示されるのでファイルを選びやすくなります。トラジェクトリｰファイルを読み込むと、Trajectory Control ウィン
ドウが表示されます。
２) 表示指定
フラグメント毎に色分けする場合は、BioStation Viewer のメインウインドウから、Color >Fragment を選択します。
メインウインドウの Preferences > Set Preference > Resolution で、Ball, Stick,
CPK, Tube の解像度を最大(64)にしておくと、分子モデルがきれいに表示されます。また、画面左下の xyz 座標を表示しない場合は、Preference > Display Axis で Disable を選択します。
３) 画像ファイル生成
Trajectory Control ウィンドウの、File > Create image files で、画像ファイルを保168

存するフォルダを指定します。画像ファイルは、JPEG 形式で保存されます。ファイル名は 6 桁の連番をつけたファイル名になります。
４) 動画ファイル作成の準備
FFmpeg のソースコードは、http://ffmpeg.org/ からダウンロードできます。Windows
用 の 実 行 形 式 は 、 http://blog.k-tai-douga.com/ 等 か ら ダ ウ ン ロ ー ド で ま す（ Windows Vista で も 使 用 可 能 ） 。 ダ ウ ン ロ ー ド し た zip フ ァ イ ル を 解 凍 し て で き た
ffmpeg.exe を、C:¥Program Files¥ffmpeg 等へコピーし、スタート > コントロール パ
ネル > システム > システムの詳細設定 > 環境変数 のユーザー環境変数の PATH の最後に;C:¥Program Files¥ffmpegを追加しておくと、実行時に ffmpeg.exe を保存したフォルダを指定しなくても済むので便利です（;の前後にスペースを入れないように注意する）。
５) 動画ファイル作成
入力画像ファイルが保存されているフォルダで、コマンド プロンプトを開き、下記のように入力します。Windows Vista の場合、エクスプローラの右側のウィンドウに開きたいフォルダ名を表示しておき、マウスのカーソルをフォルダ名に合わせて、Shift キーを押しながらマウスの右ボタンをクリックし、コマンド ウインドウをここで開く を左クリックすると簡単です。
ffmpeg -r 75 -i "image%06d.jpg" -vcodec wmv2 -sameq -s 640x480
out_r75_640x480.wmv-r 75 ：フレームレート（1 秒間に表示するコマ数）を 75 に設定（デフォルトは 25）。75 にすると三倍速で表示される。
-i "image%06d.jpg"：入力する画像ファイルの指定。%06d は、ファイル名中の連番が000000～999999 であることを示す。
-vcodec wmv2 ： 画 像 コ ー デ ッ ク に Windows Media Video を 指 定 す る （ mjpeg や
msmpeg4v2 (MS-MPEG4)を指定すると、PC によっては PowerPoint で動画が再生できないので使用しない）。
-s 640x480: 画面サイズを 640x480 で保存する（-s オプションを省略すると、入力画像フ
ァイルと同じサイズで動画ファイルを作成する。入力画像が大きい場合は、動画ファイルが重くなるので、-s オプションで画像サイズを指定した方がよい）。
-sameq：入力画像と同じ画質を指定
out_r75_640x480.wmv：出力する動画ファイル名。拡張子は wmv とする。
また、
ffmpeg -h > ffmpeg.txt
で FFmpeg のヘルプを169ffmpeg -formats > formats.txt
で FFmpeg で利用できるフォーマットやコーデックをファイルに保存することができます。
６) 作成した動画ファイルを PowerPoint に貼り付ける
メニューの挿入 > ビデオ > ファイルからビデオを選択します。
PowerPoint に貼り付けた動画やサウンドは、埋め込まれるのではなく、リンクされるだけなので、別の PC 等へコピーする場合は、PowerPoint のファイル（ppt ファイル）だけでなく、動画ファイル（wmv ファイル）も一緒にコピーします。
参考文献
1) http://opensourceaki.blogspot.com/2007/10/ffmpeg_19.html
2) 原一浩、寺田学、本間雅洋、足立健誌、堀内康弘、堀田直孝、月村潤、尾花衣美、FFmpeg
で作る動画共有サイト（毎日コミュニケーションズ、2008）170

3.8 結晶系の表示例
Bi 超薄膜(4 層)の原子構造と電荷密度の Gaussian Cube ファイルを読み込み等値面、周期表
示を行います。このファイルは「戦略的基盤ソフトウエアの開発」の研究テーマのひとつ「ナノシミュ
レーション」の結果です。
3.8.1 ファイルの読み込み、等値面の表示
サンプルファイル 4LBi.cube を読み込みます。このデータは電子密度のデータなので、ファイル
タイプは Density を選択します。次に、表示形式を Ball&Stick 等値面の値を 0.009 に、透明度を 50,境界表示を On にすると等値面が表示されます。
指定画面、表示画面を図 3.63～図 3.65に示します。

図 3.63 ファイルタイプの選択

図 3.65

図 3.64電子密度の等値面の表示

171

等値面の指定3.8.2 周期表示
View Point メニューの Periodic を選択し周期表示指定画面を表示します。この例では Gaussian
Cube ファイルを読み込んでいるのでＸ，Ｙ，Ｚの Interval が３つずつ入力が可能です。デフォルト
ではファイルに記述された値が指定されています。Ｘ，Ｙの Num を 2 に指定して”Draw”ボタンをクリックしてください。すると、X,Y それぞれの方向に 2 つずつ表示されます。等値面の表示指定で枠の色も変更します。

図 3.66

周期表示例

3.8.3 断面の表示
等値面指定画面の Section の”Set”ボタンをクリックします。すると断面指定画面が表示され、3D
表示上では断面が半透明で表示されます。ここで、Z 方向を少しずらし、原子を横切るようにして、Color Range の Min を 1.0E-3 にして”Draw”ボタンをクリックします。これで断面が表示されます。

172

図 3.67 断面指定画面と断面表示例
次に、Type を Line に、Number of lines を 32 にして”Draw”ボタンをクリックします。等高線が表示されます。

図 3.68

等高線表示例173

断面指定の Type を Fringe に戻し、等値面指定の Color を Min,Max の指定にして Min の値を1e-3 にします。これで、等値面と断面の色のつけ方が同じになるので、断面と交差する等値面の色が同じになります。

図 3.69等値面の色のつけ方を変更して表示

174

3.8.4 ボンドの表示
Preference メニューの Set Preference を選択し Preference 画面で Connect Atom の Scale
を 1.1、Covalent を選択して、Resolution の Ball を 16 にして”Apply”ボタンをクリックすると、ボンドが表示され原子の表示が滑らかになります。

図 3.70球の解像度、ボンドのスケールを変更して表示

175

3.9 CHPI プログラム使用例
CHPI27)は、微生物化学研究所 梅沢先生、CHPI 研究所 西尾先生、微生物化学研究会によって開発されたプログラムです。この機能を使用して、論文を執筆される場合は、参考文献２７の参照を記述するようにしてください。BioStationViewer では、このプログラムの入力ファイルを作成し、起動、結果表示を行うことができます。CH/π相互作用の詳細は、「新版 有機化学のための分子間力入門」 講談社を参照ください。
簡便な使用方法を示します。まず、解析対象とする PDB ファイルを入力します。次に、Tool→
CHPI を選択すると CHPI 処理画面が表示されます。デフォルトのパラメータで実行する場合は、
ここで、”Execute CHPI Program”ボタンをクリックすることで、実行し、結果が表示されます。

3.9.1 CH/π相互作用の探索方法
XH/πの探索方法を以下に示します。

(a)

(b)

I'


Datm

X

H

Dlin

Dpln
.

A1


O I

region 2

region 1

Dmax
J

A2

図 3.71

region 3

O
A1

XH/π探索方法説明図

Method for exploring XH/π contacts (the six-membered aromatic ring is shown as anillustrative example). (a) O: centre of the π-plane. A1 and A2: nearest and second nearest
sp2-atoms, respectively, to the hydrogen H. : dihedral angle defined by A1OA2 and HA1A2
planes. : X-H-I’ angle. Dpln: perpendicular distance between H and the π-plane (H/I). Datm:
HA1 distance. Dlin: distance between H and the line A1-A2 (H/J). (b) Regions to be searched.
Region 1: zone where H is above the ring. Regions 2 and 3: zones where H is out of region 1
but may interact with the π-ring. Unless otherwise noted, the program was run to search forshort H/π contacts with the following conditions: Dmax = 3.05 Å; Dpln < Dmax (region 1); Dlin <Dmax (region 2); Datm < Dmax (region 3); max = 127.5°, -max <  < max;  < 63°. Dhpi: H/
distance (Dpln for region 1, Dlin for region 2, Datm for region 3).
176

3.9.2 入力パラメータ編集
入力パラメータ編集画面を図 3.72 に示します。ここで、各パラメータを指定します。Pi-system
Table で指定されたファイルは、次の PI 情報ファイル編集で編集します。

図 3.72

入力パラメータ編集画面

File メニューの動作を説明します。
1) Open
パラメータファイルを指定し入力します。ファイルの内容が GUI へ設定されます。Pi-system
Table で指定されたファイルは入力され、PI 情報に設定されます。
2) Save
指定されている内容をファイルに格納します。
3) Set Default Value
デフォルト値を設定します。PDB ファイルは、3D 表示で表示されているファイルが設定されます。Pi-system Table は、“PDB ファイル名.vpi“ファイルが設定され、このファイルが存在す
ればファイルを読み込み、なければ、デフォルトの PI 情報が設定され*.vpi ファイルが作成されます。
4) Close
画面を閉じます。

177

入力項目を説明します。
1) PDB File
解析対象の PDB ファイルを指定します。
2) Pi-system Table
PI 情報ファイルを指定します。Edit ボタンをクリックすると編集画面が開きます。
3) H/pi interactions
CHPI 結果ファイルの出力先ファイルを指定します。
4) Co-ord. of H/pi interaction atom
CHPI 相互作用の結果の座標のみを記述したファイルの出力先ファイルを指定します。
5) Residue & atom to delete[A7]
解析対象からはずす残基(A3)、原子名(+A4)を指定します。最後に”END”と記述します。
6) Distance from hydrogen to pi center
H と環の中心（O）からの距離(Dcent)の範囲を指定します。通常は変更しないでください。
7) H/pi distance from hydrogen to pi-system
region1 の Dmax の範囲を指定します。
8) OMEGA<127.5(deg), ALPHA(Hangle)<63(min63~90)(deg)ω、αの値を指定します。通常は変更しないでください。
9) Type of ALPHA(Hangle):H-X-R
CHPI 計算の水素の角度(H-X-R) [R=pi_plane, line(A1-A2), A1(closest pi_atom)]の取り方を指定します。通常は a) です。
a) region1~3: R=pi_plane 全ての領域で、H-X-pi_plane（=α）をパラメータとして使います。
b) region1: R=pi_plane, region2: R=line, region3: R=A1 region1 で H-X-pi_plane,region2 で H-X-line, region3 では H-X-A1 をパラメータとして使用します。
c) region1~3:R=A1

H-X-A1 を全ての領域で使います。

10) Type of display for CHpi contacts
相互作用の PI 側の表示位置を指定します。
a) region1: pi_plane (Dpln), region2: line (Dlin), region3: A1 (Datm)b) region1~3: A1 (Datm)c) region1~3: O (Dcent)

a)

b)

c)

178

11) Type of interactions
計算する相互作用の分子間の組み合わせを指定します。inter/intra の区別は、PDB ファイ
ルのチェーン ID で区別しているので、必要に応じて PDB ファイルを編集してから、実行してください。
12) Type of regions
計算する相互作用の範囲を指定します。
13) Type of XH(NXATM)
対象とする原子を指定します。
14) H-pi network
結果ファイルへの CHPI ネットワーク出力の有無を指定します。
15) Execute CHPI Program
このボタンをクリックすると実行が開始されコマンドプロンプトにログが表示されます。

179

3.9.3 PI 情報ファイル編集
Pi-system Table の Edit ボタンをクリックすると編集画面が開き、PI 情報を編集します。編集画
面を図 3.73 に示します。

図 3.73

PI 情報ファイル編集画面

フォーマットを説明します。1 行に以下の項目が記述されています。
 識別名 任意の識別名をつけます。
 残基名 PDB 中の対象とする残基名を指定します。
 K 指定した残基内での構成要素番号を指定します。
 L 1 つの構成要素内での通し番号を指定します。
 M 構成要素内の環要素数をはじめに指定します。
 VPI FIV/SIX/OLE を指定します。
 N 環要素の構成原子数を指定します。
 1-6 環要素の構成原子名を指定します。

180

PI 情報の編集例を示します。ここでは、STU 周辺に直目するため表示を STU 周辺にします。
STU の適当な原子(C18)をクリックして、メニューの Tool→Display Residue in Distance で 10
Åを指定して、STU 周辺の表示にし、Tool→Set Rotation Center を選択して、回転中心をクリッ
クした原子に設定します(図 3.74)。Tree 図で、STU をクリックし右ボタンを押すと表示形式指定の画面が表示されるので Color を Atom に、Model を Stick にします(図 3.75)。

図 3.74

図 3.75

Display Residue in Distance、Set Rotation Center を選択

マウスの右ボタンを STU 上でクリックして STU の表示属性を設定

181

各ボタンの動作を説明します。
1) Highlight selected atoms in 3D viewer
編集領域で選択されている原子が、3D 表示でハイライト表示されます。

2) Add a atom name that picked in 3D viewer
On にすると、3D 表示でクリックされた原子名がカーソル位置に挿入されます。

182

ファイルメニューを説明します。
1) Open
PI 情報ファイルを指定し入力します。ファイルの内容が GUI へ設定されます。
2) Save
指定されている内容をファイルに格納します。
3) Set Default Value
デフォルト値を設定します。アミノ酸、DNA,RNA の関しては、定型の情報が設定されます。それ以外は、PDB File で指定された PDB ファイルの HEM の部分の環を認識して設定されます。認識して生成された情報の識別名は XXX となっています。認識できる範囲の複数の環をまとめて 1 つの要素とします。修正が必要な場合はユーザが編集可能です。
1qpj_CHminCFFAB.pdb の例を以下に示します。

図 3.761qpj_CHminCFFAB.pdb のデフォルト PI 情報

4) Close
画面を閉じます。

183

3.9.4 起動
Execute CHPI Program ボタンをクリックすると実行が開始されコマンドプロンプトにログが表示されます。

図 3.77 CHPI 実行のコマンドプロンプト
終了したら、これを閉じます。すると、結果が 3D 表示に表示されます。1 つの相互作用が CHPIn（n は通し番号）という残基名で表示され、3D 表示上でクリックするとメッセージエリアに距離が表示されます。表示形式は、Preference 指定で変更できます。図 3.78－図 3.80 に表示例を示します。

図 3.78 CHPI 結果表示（CHP57 をクリック）184

図 3.79

Preference で表示形式変更(Model を Line Solid,色を青)

図 3.80周辺の残基をスティック形式でラベルも表示

1853.10 CNS 形式の電子密度グリッドデータの解析例
BioStation Viewer では X 線結晶解析等の実験で得られた CNS 形式の電子密度と FMO 法に基づいて計算した電子密度を比較することができます。

3.10.1 AJF ファイルの作成例
CNS 形式での電子密度データを出力するには、ABINIT-MP Input File ウィンドウの
GRIDCNTRL タブにて CNS formmated Electron Density (*.cns) にチェックを入れます（図3.81）。ここで、X 線結晶解析等の実験で得られた電子密度と ABINIT-MP で計算される電子密度を比較するためには実験データに用いられてものと同じグリッドポイントで電子密度を計算する必要があります。実験データの CNS ファイルがある場合は、図 3.81 に示す Import ボタンを用いて実験データに用いられているものと同じグリッドを指定することができます。

図 3.81GRIDCNTRL タブ画面

186

3.10.2 CNS 形式の電子密度グリッドデータの表示例
CNS ファイルを BioStation Viewer の画面にドラッグ＆ドロップすることで CNS 形式の電子密度グリッドデータのファイルを読み込むことができます。

図 3.82 CNS 形式の電子密度グリッドデータを BioStation で読み込み・表示
0.1 e/Å3 の等値面を表示

187

3.10.3 タンパク質周囲の電子密度のみを抽出する例
電子密度を読み込んだのちに表示される Isosurface Value ウィンドウの Tool → Extract
Density を実行し、電子密度の切り出しを行うことができます。また、切り出した電子密度を File→
Save File により CNS 形式のファイルに保存することができます。

図 3.83電子密度の切り出し操作を行うための GUI(a) 実験結果に基づく電子密度(b) 原子座標を基に切り出した電子密度

図 3.84 Crambin(3NIR)の実験結果に基づく電子密度の切り出し(1.0 Å)。
1.0 e/Å3 の等値面を表示

188

3.10.4 グリッドデータの比較
Monitor → Compare Density Files から複数のグリッドデータを数値的に比較できます。以下は Crambin(3NIR)の実験結果に基づく電子密度と FMO 計算(FMO-MP2/6-31G*)に基づく
電子密度に関して ARG10 の 1.0 Å周辺の電子密度を比較した結果です。2 つの電子密度の差分が Viewer の立体構造表示画面に表示され、メッセージパネルに電子密度の差分の絶対値の平均値(average of abs(Δρ))が表示されます。電子密度の差分は File->Save File から CNS 形式に保存できます。

図 3.85

Crambin(3NIR)の実験結果に基づく電子密度と FMO 計算(FMO-MP2/ 6-31G*)に基づく電子密度の ARG10 の 1.0 Å周辺の差分電子密度。1.0 e/Å3 の等値面を表示

189

4 チュートリアル
4.1 アライメント指定の VISCANA 機能
5 種の PDB 構造（PDBID: IERE, 1L2J, 1QKM, 1U3Q, 2I0G）からなるデータを例とし、アミノ酸配列アラインメント用いた VISCANA のためのデータ準備と使用方法について説明します。
4.1.1 CPF ファイルの準備
FMO 計算を実行して、実行結果の CPF ファイルを取得する。すべての CPF ファイルは同一のフォルダ（以下、データフォルダ）に格納します。

図 4.1

データフォルダへの CPF ファイルの格納（名前で昇順ソート）

4.1.2 配列データの取得
RCSB Protein Data Bank にて、PDBID をもとにアミノ酸配列データを取得します。PDBIDの入力順は、対応する CPF ファイルを Windows のフォルダにて名前で昇順ソートした場合の順序と一致させます。
CPF ファイルの配列データ取得ウェブ画面（図 4.2）と、取得した配列データ（表 4.1）を示します。

190

図 4.2
表 4.1

Protein Data Bank からデータ取得

Protein Data Bank からダウンロードした配列データ>1ERE:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCESKKNSLALSLTADQMVSALLDAEPPILYSEYDPTRPFSEASMMGLLTNLADRELVHMINWAKRVPGFVDLTLHDQVHLLE
CAWLEILMIGLVWRSMEHPGKLLFAPNLLLDRNQGKCVEGMVEIFDMLLATSSRFRMMNLQGEEFVCLKSIILLNSGVYTFLSSTLKSLEEKDHIHRVLDKITDTLIHLMAKAGLTLQQQHQRLAQLLLILSHIRHMSNKGMEHLYSMKCKNVVPLYDLLLEMLDAHRLHAPT>1L2J:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCE
MGSSHHHHHHSSGLVPRGSHMRELLLDALSPEQLVLTLLEAEPPHVLISRPSAPFTEASMMMSLTKLADKELVHMISWAKKIPGFVELSLFDQVRLLESCWMEVLMMGLMWRSIDHPGKLIFAPDLVLDRDEGKCVEGILEIFDMLLATTSRFRELKLQH
KEYLCVKAMILLNSSMYPLVTATQDADSSRKLAHLLNAVTDALVWVIAKSGISSQQQSMRLANLLMLLSHVRHASNKGMEHLLNMKCKNVVPVYDLLLEMLNAHVLRGCKS>1QKM:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCE
VRELLLDALSPEQLVLTLLEAEPPHVLISRPSAPFTEASMMMSLTKLADKELVHMISWAKKIPGFVELSLFDQVRLLESCWMEVLMMGLMWRSIDHPGKLIFAPDLVLDRDEGKCVEGILEIFDMLLATTSRFRELKLQHKEYLCVKAMILLNSSMYPLVTATQDADSSRKLAHLLNAVTDALVWVIAKSGISSQQQSMRLANLLMLLSHVRHASNKGMEHLLNMKCKNVVPVYDLLLEM
LNAHVLRGCKSSITG>1U3Q:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCEDALSPEQLVLTLLEAEPPHVLISRPSAPFTEASMMMSLTKLADKELVHMISWAKKIPGFVELSLFDQVRLLESCWMEVLM
MGLMWRSIDHPGKLIFAPDLVLDRDEGKCVEGILEIFDMLLATTSRFRELKLQHKEYLCVKAMILLNSSMYPLVTATQDADSSRKLAHLLNAVTDALVWVIAKSGISSQQQSMRLANLLMLLSHVRHASNKGMEHLLNMKCKNVVPVYDLLLEMLNAHVL>2I0G:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCE
MHHHHHHRELLLDALSPEQLVLTLLEAEPPHVLISRPSAPFTEASMMMSLTKLADKELVHMISWAKKIPGFVELSLFDQVRLLESCWMEVLMMGLMWRSIDHPGKLIFAPDLVLDRDEGKCVEGILEIFDMLLATTSRFRELKLQHKEYLCVKAMILLNSSMYPLVTATQDADSSRKLAHLLNAVTDALVWVIAKSGISSQQQSMRLANLLMLLSHVRHASNKGMEHLLNMKCKNVVPVYDLLLEMLNAHVLRGCKS

191

4.1.3 配列データの編集
3 次元構造データである PDB ファイルに含まれるアミノ酸残基は、通常、Protein Data Bankからダウンロードして得られる配列データ（エラー! 参照元が見つかりません。）の一部です。そこで、ダウンロードした配列データから PDB ファイルに含まれる残基のみを切り出したデータを作成します（表 4.1）。
配列の 1 行の文字数は、ダウンロードデータ（エラー! 参照元が見つかりません。）と同一でなくても良いです。では、各配列を 1 行にまとめています。
表 4.2

PDB ファイルに含まれる残基のみを切り出した配列データ>1ERE:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCESLTADQMVSALLDAEPPILYSEYDPTRPFSEASMMGLLTNLADRELVHMINWAKRVPGFVDLTLHDQVHLLECAWLEILM
IGLVWRSMEHPGKLLFAPNLLLDRNQGKCVEGMVEIFDMLLATSSRFRMMNLQGEEFVCLKSIILLNSGVYTFLSSTLKSLEEKDHIHRVLDKITDTLIHLMAKAGLTLQQQHQRLAQLLLILSHIRHMSNKGMEHLYSMKCKNVVPLYDLLLEML>1L2J:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCE
SPEQLVLTLLEAEPPHVLISRPSAPFTEASMMMSLTKLADKELVHMISWAKKIPGFVELSLFDQVRLLESCWMEVLMMGLMWRSIDHPGKLIFAPDLVLDRDEGKCVEGILEIFDMLLATTSRFRELKLQHKEYLCVKAMILLNSSMYPLVTATQDADSSRKLAHLLNAVTDALVWVIAKSGISSQQQSMRLANLLMLLSHVRHASNKGMEHLLNMKCKNVVPVYDLLLEMLNA>1QKM:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCE
SPEQLVLTLLEAEPPHVLISRPSAPFTEASMMMSLTKLADKELVHMISWAKKIPGFVELSLFDQVRLLESCWMEVLMMGLMWRSIDHPGKLIFAPDLVLDRDEGKCVEGILEIFDMLLATTSRFRELKLQHKEYLCVKAMILLNSSMYPLVTATQDADSSRKLAHLLNAVTDALVWVIAKSGISSQQQSMRLANLLMLLSHVRHASNKGMEHLLNMKCKNVVPVYDLLLEMLNA>1U3Q:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCE
SPEQLVLTLLEAEPPHVLISRPSAPFTEASMMMSLTKLADKELVHMISWAKKIPGFVELSLFDQVRLLESCWMEVLMMGLMWRSIDHPGKLIFAPDLVLDRDEGKCVEGILEIFDMLLATTSRFRELKLQHKEYLCVKAMILLNSSMYPLVTATQDADSSRKLAHLLNAVTDALVWVIAKSGISSQQQSMRLANLLMLLSHVRHASNKGMEHLLNMKCKNVVPVYDLLLEMLNA>2I0G:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCE
SPEQLVLTLLEAEPPHVLISRPSAPFTEASMMMSLTKLADKELVHMISWAKKIPGFVELSLFDQVRLLESCWMEVLMMGLMWRSIDHPGKLIFAPDLVLDRDEGKCVEGILEIFDMLLATTSRFRELKLQHKEYLCVKAMILLNSSMYPLVTATQDADSSRKLAHLLNAVTDALVWVIAKSGISSQQQSMRLANLLMLLSHVRHASNKGMEHLLNMKCKNVVPVYDLLLEMLNA

192

4.1.4 アラインメントデータの取得
EBI Clustal Omega にて切り出した配列データのアラインメントを行ないます。アラインメント実
行ウェブ画面（図 4.3）と、アラインメント結果ファイル（表 4.3）を示します。

図 4.3

EBI/Clustal Omega でのアラインメント実行
表 4.3

アラインメント実行結果（clustalo-I20170117-043407-0256-70767858-pg.clustal）
CLUSTAL O(1.2.4) multiple sequence alignment

1ERE:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCESLTADQMVSALLDAEPPILYSEYDPTRPFSEASMMGLLTNLADRELVHMINWAKRVPGFV193

1L2J:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCE--SPEQLVLTLLEAEPPHVLI-SRPSAPFTEASMMMSLTKLADKELVHMISWAKKIPGFV
1QKM:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCE--SPEQLVLTLLEAEPPHVLI-SRPSAPFTEASMMMSLTKLADKELVHMISWAKKIPGFV
1U3Q:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCE--SPEQLVLTLLEAEPPHVLI-SRPSAPFTEASMMMSLTKLADKELVHMISWAKKIPGFV
2I0G:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCE--SPEQLVLTLLEAEPPHVLI-SRPSAPFTEASMMMSLTKLADKELVHMISWAKKIPGFV: :*:* :**:**** :*: **:***** **:***:******.***::****

1ERE:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCEDLTLHDQVHLLECAWLEILMIGLVWRSMEHPGKLLFAPNLLLDRNQGKCVEGMVEIFDML
1L2J:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCEELSLFDQVRLLESCWMEVLMMGLMWRSIDHPGKLIFAPDLVLDRDEGKCVEGILEIFDML
1QKM:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCEELSLFDQVRLLESCWMEVLMMGLMWRSIDHPGKLIFAPDLVLDRDEGKCVEGILEIFDML
1U3Q:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCEELSLFDQVRLLESCWMEVLMMGLMWRSIDHPGKLIFAPDLVLDRDEGKCVEGILEIFDML
2I0G:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCEELSLFDQVRLLESCWMEVLMMGLMWRSIDHPGKLIFAPDLVLDRDEGKCVEGILEIFDML:*:*.***:***..*:*:**:**:***::*****:***:*:***::******::******
1ERE:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCELATSSRFRMMNLQGEEFVCLKSIILLNSGVYTFLSSTLKSLEEKDHIHRVLDKITDTLIH
1L2J:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCELATTSRFRELKLQHKEYLCVKAMILLNSSMYPLVTATQDA-DSSRKLAHLLNAVTDALVW
1QKM:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCELATTSRFRELKLQHKEYLCVKAMILLNSSMYPLVTATQDA-DSSRKLAHLLNAVTDALVW
1U3Q:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCELATTSRFRELKLQHKEYLCVKAMILLNSSMYPLVTATQDA-DSSRKLAHLLNAVTDALVW
2I0G:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCELATTSRFRELKLQHKEYLCVKAMILLNSSMYPLVTATQDA-DSSRKLAHLLNAVTDALVW***:**** ::** :*::*:*::*****.:* ::::* .: :.. :: ::*: :**:*:
1ERE:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCELMAKAGLTLQQQHQRLAQLLLILSHIRHMSNKGMEHLYSMKCKNVVPLYDLLLEML-1L2J:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCEVIAKSGISSQQQSMRLANLLMLLSHVRHASNKGMEHLLNMKCKNVVPVYDLLLEMLNA
1QKM:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCEVIAKSGISSQQQSMRLANLLMLLSHVRHASNKGMEHLLNMKCKNVVPVYDLLLEMLNA
1U3Q:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCEVIAKSGISSQQQSMRLANLLMLLSHVRHASNKGMEHLLNMKCKNVVPVYDLLLEMLNA
2I0G:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCEVIAKSGISSQQQSMRLANLLMLLSHVRHASNKGMEHLLNMKCKNVVPVYDLLLEMLNA::**:*:: *** ***:**::***:** ******** .********:********

194

4.1.5 アラインメントデータの編集
アラインメントデータにて、リガンドや水分子などアミノ酸配列以外の分子のフラグメント位置情報を記述します。
FMO 計算に用いた PDB ファイルの全てにおいて、リガンドなどの注目するフラグメントがアミノ酸フラグメントの直後にある場合には、アラインメントデータファイル（*.clustal、表 4.4）を直接
VISCANA の入力として用いることができます（本節の以下の手順は不要）。
上記以外の場合には、リガンドなどの注目するフラグメントの位置を合わせる必要があります。位
置合わせには、表 4.4 の末尾の赤字の様に配列文字を追加して調整します。配列文字の追加ルールは以下の通りです。
i.

全てのアラインメント配列文字の数を同一とする。

ii.

フラグメントが無い場合には、ギャップ文字（-）を記述する。

iii.

フラグメントがある位置には、ギャップ文字以外の任意文字を記載可能である。※ 記録目的のため、通常のアミノ酸文字列を避け、任意のアミノ酸を表す配列文字（X）やリガンドなどの注目するフラグメント位置を特別な文字（@,#,$,…）で表しておくとよい。

iv.

リガンドなどの注目するフラグメント位置（複数ある場合は最後のフラグメント）の直前までの記
載でよい。

v.

一行の配列文字数が定型（30 文字）を超えてもよい。

表 4.4

アラインメントデータの編集（00_clustalo-I20170117-043407-0256-70767858-pg.clustal）
CLUSTAL O(1.2.4) multiple sequence alignment

1ERE:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCESLTADQMVSALLDAEPPILYSEYDPTRPFSEASMMGLLTNLADRELVHMINWAKRVPGFV
1L2J:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCE--SPEQLVLTLLEAEPPHVLI-SRPSAPFTEASMMMSLTKLADKELVHMISWAKKIPGFV
1QKM:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCE--SPEQLVLTLLEAEPPHVLI-SRPSAPFTEASMMMSLTKLADKELVHMISWAKKIPGFV
1U3Q:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCE--SPEQLVLTLLEAEPPHVLI-SRPSAPFTEASMMMSLTKLADKELVHMISWAKKIPGFV
2I0G:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCE--SPEQLVLTLLEAEPPHVLI-SRPSAPFTEASMMMSLTKLADKELVHMISWAKKIPGFV: :*:* :**:**** :*: **:***** **:***:******.***::****

1ERE:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCE

195

DLTLHDQVHLLECAWLEILMIGLVWRSMEHPGKLLFAPNLLLDRNQGKCVEGMVEIFDML
1L2J:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCEELSLFDQVRLLESCWMEVLMMGLMWRSIDHPGKLIFAPDLVLDRDEGKCVEGILEIFDML
1QKM:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCEELSLFDQVRLLESCWMEVLMMGLMWRSIDHPGKLIFAPDLVLDRDEGKCVEGILEIFDML
1U3Q:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCEELSLFDQVRLLESCWMEVLMMGLMWRSIDHPGKLIFAPDLVLDRDEGKCVEGILEIFDML
2I0G:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCEELSLFDQVRLLESCWMEVLMMGLMWRSIDHPGKLIFAPDLVLDRDEGKCVEGILEIFDML:*:*.***:***..*:*:**:**:***::*****:***:*:***::******::******
1ERE:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCELATSSRFRMMNLQGEEFVCLKSIILLNSGVYTFLSSTLKSLEEKDHIHRVLDKITDTLIH
1L2J:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCELATTSRFRELKLQHKEYLCVKAMILLNSSMYPLVTATQDA-DSSRKLAHLLNAVTDALVW
1QKM:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCELATTSRFRELKLQHKEYLCVKAMILLNSSMYPLVTATQDA-DSSRKLAHLLNAVTDALVW
1U3Q:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCELATTSRFRELKLQHKEYLCVKAMILLNSSMYPLVTATQDA-DSSRKLAHLLNAVTDALVW
2I0G:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCELATTSRFRELKLQHKEYLCVKAMILLNSSMYPLVTATQDA-DSSRKLAHLLNAVTDALVW***:**** ::** :*::*:*::*****.:* ::::* .: :.. :: ::*: :**:*:
1ERE:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCELMAKAGLTLQQQHQRLAQLLLILSHIRHMSNKGMEHLYSMKCKNVVPLYDLLLEML--X@
1L2J:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCEVIAKSGISSQQQSMRLANLLMLLSHVRHASNKGMEHLLNMKCKNVVPVYDLLLEMLNA-@
1QKM:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCEVIAKSGISSQQQSMRLANLLMLLSHVRHASNKGMEHLLNMKCKNVVPVYDLLLEMLNA-@
1U3Q:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCEVIAKSGISSQQQSMRLANLLMLLSHVRHASNKGMEHLLNMKCKNVVPVYDLLLEMLNA-@
2I0G:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCEVIAKSGISSQQQSMRLANLLMLLSHVRHASNKGMEHLLNMKCKNVVPVYDLLLEMLNA-@::**:*:: *** ***:**::***:** ******** .********:********

4.1.6 アラインメントデータの配置
データフォルダにアラインメントデータ（*.clustal）を格納する（図 4.4）。アラインメントデータが複数ある場合には、名前・昇順ソートで最初のデータが使用されます。
図 4.4 では編集を行なったアラインメントデータについて、そのファイル名の先頭を「00_」とし、
VISCANA 実行時に読み込まれるようにしています。

196

図 4.4

データフォルダへのアラインメントデータの格納

4.1.7 VISCANA 実行
BioStation Viewer の「Monitor」メニューから「VISCANA」を選択して VISCANA ウィンドウを開きます。
VISCANA のウィンドウにて、「CPF Data Directory…」ボタンをクリックしてデータフォルダを設定します。次いで「Load」ボタンをクリックすると、データフォルダのアラインメントデータおよび CPFが読み込まれます。
「Apply」ボタンをクリックするとクラスタ解析が行われ、結果が表示されます（図 4.5）。

図 4.5

VISCANA ウィンドウ（アラインメント実行結果）

197

左下の「Data Select」から「IFIE」を選び、プルダウンから「MP2」を選び、「Apply」ボタンを押すとの図 4.6 ようになる。

図 4.6

VISCANA ウィンドウ（IFIE, MP2 データ選択実行）

表示される色のスケールを変更するには、中央下のエネルギーの下限「Min」・上限「Max」を設定します。一度「Apply」ボタンを押すとデータの下限・上限が表示されます。この値を参考に「IFIE/PIEDA(X)」の下限を-20、上限を+20、「IFIE Sum over X」の下限を-50、上限を 50 とし、「Apply」ボタンを押すと、図 4.7 のように設定されて表示されます。

図 4.7

VISCANA ウィンドウ（カラースケール設定）

198

Base Fragment からの距離により、表示するフラグメント数を絞るためには、右下の「View
Filter」の「Distance」に値を設定します。「Distance」に 15（Å）を設定して、「Filter」ボタンを押すと、図 4.8 のようにフラグメントが限定されて表示されます。

図 4.8

VISCANA ウィンドウ（フラグメントの絞込み）

VISCANA 実行後には、アラインメント配列情報を記載したファイル（sequence.txt）が出力されます（図 4.9）。sequence.txt には、アラインメントデータファイルの名前、配列の本数、各配列の
PDBID・Chain、配列文字列、アミノ酸残基数、配列文字数が出力されます（表 4.5）。

図 4.9

データフォルダ（VISCANA 実行後）

199

表 4.5sequence.txt

C:\test_data\00_clustalo-I20170117-043407-0256-70767858-pg.clustal#sequences : 5
1ERE|A|SLTADQMVSALLDAEPPILYSEYDPTRPFSEASMMGLLTNLADRELVHMINWAKRVPGFVDLTLHDQVHLLECA
WLEILMIGLVWRSMEHPGKLLFAPNLLLDRNQGKCVEGMVEIFDMLLATSSRFRMMNLQGEEFVCLKSIILLNSGVYTFLSSTLKSLEEKDHIHRVLDKITDTLIHLMAKAGLTLQQQHQRLAQLLLILSHIRHMSNKGMEHLYSMKCKNVVPLYDLLLEML--X@(#=238/240)
1L2J|A|--SPEQLVLTLLEAEPPHVLI-SRPSAPFTEASMMMSLTKLADKELVHMISWAKKIPGFVELSLFDQVRLLESCWMEVLMMGLMWRSIDHPGKLIFAPDLVLDRDEGKCVEGILEIFDMLLATTSRFRELKLQHKEYLCVKAMILLNSSMYPLVTATQ
DA-DSSRKLAHLLNAVTDALVWVIAKSGISSQQQSMRLANLLMLLSHVRHASNKGMEHLLNMKCKNVVPVYDLLLEMLN
A-@(#=235/240)
1QKM|A|--SPEQLVLTLLEAEPPHVLI-SRPSAPFTEASMMMSLTKLADKELVHMISWAKKIPGFVELSLFDQVRLLESCWM
EVLMMGLMWRSIDHPGKLIFAPDLVLDRDEGKCVEGILEIFDMLLATTSRFRELKLQHKEYLCVKAMILLNSSMYPLVTATQDA-DSSRKLAHLLNAVTDALVWVIAKSGISSQQQSMRLANLLMLLSHVRHASNKGMEHLLNMKCKNVVPVYDLLLEML
NA-@(#=235/240)
1U3Q|A|--SPEQLVLTLLEAEPPHVLI-SRPSAPFTEASMMMSLTKLADKELVHMISWAKKIPGFVELSLFDQVRLLESCWM
EVLMMGLMWRSIDHPGKLIFAPDLVLDRDEGKCVEGILEIFDMLLATTSRFRELKLQHKEYLCVKAMILLNSSMYPLVTATQDA-DSSRKLAHLLNAVTDALVWVIAKSGISSQQQSMRLANLLMLLSHVRHASNKGMEHLLNMKCKNVVPVYDLLLEML
NA-@(#=235/240)
2I0G|A|--SPEQLVLTLLEAEPPHVLI-SRPSAPFTEASMMMSLTKLADKELVHMISWAKKIPGFVELSLFDQVRLLESCWMEVLMMGLMWRSIDHPGKLIFAPDLVLDRDEGKCVEGILEIFDMLLATTSRFRELKLQHKEYLCVKAMILLNSSMYPLVTATQ
DA-DSSRKLAHLLNAVTDALVWVIAKSGISSQQQSMRLANLLMLLSHVRHASNKGMEHLLNMKCKNVVPVYDLLLEMLN
A-@(#=235/240)200

5 超分子計算
超分子計算の結果を表示する場合の計算式を示します。
FMO 法による超分子計算（複合体のフラグメント分割がタンパク質、リガンドのフラグメント分割の単純な和になっている場合 C: 複合体, P:タンパク質, L:リガンド, C = P∪L）は、複合体の全エネルギーを EC、タンパク質の全エネルギーを EP、リガンド分子の全エネルギーを EL とすると、超分子計算によるタンパク質とリガンド間の結合作用エネルギーΔE はE  E C  ( E P  E L )(式 5.1)となります。 E , E , E を FMO2 法で計算したとすると、
CPL

E  E C  ( E P  E L )


~C 
~P
~L 
P
L
  E '   EIJ    E 'I   EIJ   E 'I   EIJ 
I
I J
I J
I
I J
I

I C
I , J C
I , J PI L
I , J L
 I P

C
I

(式

5.2)

~

となります。（ E ' は、環境静電ポテンシャルからの寄与を除いたモノマーのエネルギー、 E IJ はフ
C

ラグメント間相互作用エネルギー(IFIE)の値を示す） E をタンパク質内、リガンド内、タンパク質―
リガンド分子間の項に分解すると~~~E C   E 'CI   E IJC  E 'CI   E IJC  E IJC
I
I P

I J
I , J PI J
I , J LI
I L

(式 5.3)IJ
I P J Lとなります。ここで、タンパク質、リガンド分子について項をまとめ

EI  EIC  EI P

I P EIC  EI L

I L

~
~
~
EIJ  EIJC  EIJP~~ EIJC  EIJL(式 5.4)I, J  P
I, J  L

を定義すると、ΔE を

201(式 5.5)


 


~  
~ 
~
E    EI   EIJ     EI   EIJ    EIJC
I J
I J
I
 I
 I J
I , J P
I , J L
 I P  I L
 I P J L

(式 5.6)と表すことができます。ここで、第 1 項はタンパク質とリガンド分子の結合によるタンパク質の電子緩和による安定化エネルギー、第 2 項はリガンド分子の電子緩和による安定化エネルギー、第 3 項はタンパク質―リガンド分子間の IFIE と解釈できます。
Viewer では、複合体、タンパク質、リガンドそれぞれの計算結果チェックポイントファイルを読み込み、対応するフラグメント番号を指定して、上記の計算を行います。
チェックポイントファイルに記述されている IFIE、モノマー計算結果からの具体的な計算方法を次に示します。
1) ステップ１ E'I の計算複合体から、タンパク質、リガンドそれぞれモノマー部分の値の差を計算します。

 EI
'

C

P

―
L

EIJ の計算のメモリイメージ

図 5.1

~

2) ステップ２ EIJ の計算複合体から、タンパク質、リガンドそれぞれ IFIE の値の差を計算します。
CP～

 E IJ

―
L

図 5.2

~
EIJ の計算のメモリイメージ

202

~C '

3) ステップ 3 Supermolecule IFIE EIJ の計算
ステップ１，２の結果を使用して計算します。

1
~
EIK

2 K I(式 5.7)

1~
E JK

2 KJ(式 5.8)タンパク質 ： EI  EI 

K P

リガンド

： E J  E J 

K L

~
~
E IJC   E IJC  E I / J  E J / I(式 5.9)～

 E IJ～

  E IJ

K I
K P

I

～

J

図 5.3

  E

KJ
K L

JK

~

 E の計算のメモリイメージ
IJ(式 5.7)の右辺第２項では、電子緩和によるタンパク質内部の IFIE 変化分をそれぞれ 1/2 にして各フラグメントに帰属します。(式 5.8)のリガンドについても同様です。得られる supermolecule
IFIE では、リガンド結合による電子緩和の効果を取り込んだ、フラグメント単位のタンパク質－リガ
ンド IFIE 解析が可能になります。

203

6 構造最適化のオプション
構造最適化は、Viewer より別プログラムを呼び出すことにより実行しています。ここで、指定可
能なオプションを以下に示します。このオプションを記述したファイルを用意し、構造最適化の画面で指定します。

タンパク質の水素原子付加（任意）

構造最適化の指定（任意）–B
Atom type の計算を指定。
–n水素原子の付加（–B 指定時に有効）。
水素を付加する場合：無記入
水素を付加しない場合：–n–O
XUFF 力場による構造最適化の実行。
構造最適化計算を行う場合：–O
構造最適化計算を行わない場合：無記入–X #MQEq 法による電荷再計算の最適化計算ループ間隔（–O 指定時に有効）を正の整数#で指定する。
–h
水素原子位置の最適化（–O 指定時に有効）。全ての水素原子に対して、下記で示す ACTIVE が指定されたとして処理し、水素原子以外の全ての原子に対して、下記で示す INACTIVE が指定されたとして処理する。
–S
主鎖の重原子位置を固定。側鎖構造と水素原子位置の最適化（–O
指定時に有効）。主鎖の重原子を除く全ての原子に対して、下記で示す ACTIVE が指定されたとして処理し、主鎖の全ての重原子に対して、下記で示す INACTIVE が指定されたとして処理する。
PDB 形式と MOL2 形式での主鎖の認識方法は以下の通り。
PDB 形式の主鎖：Atom name
N
CA
C
O
OXT

204

MOL2 形式の主鎖：Atom nameAtom typeN
N.4 或いは N.am
CA
C.3
C
C.2
O
O.2
OXT
O.3
（両方を満たすもの）–T
N 末端、C 末端の処理。
N 末端、C 末端を解離させるとき：－T(NH4+, COO-)
N 末端、C 末端を解離させないとき：無記入(NH3, COOH)–R
ASP, GLU, LYS, ARG の処理。
荷電状態を指定するとき：－R
中性状態を指定するとき：無記入–H #ヒスチジンのイミダゾール環の処理（デフォルトはπ型）。
π型（d 型）：－H d
τ型（e 型）：－H eｐ型（p 型）：－H p–C # c
分子毎に全電荷を指定。
#：分子の番号
c：charge
デフォルトは各分子の全電荷ゼロ。
PDB 形式と MOL2 形式での分子の区別方法は以下の通り。
PDB 形式の分子の区別：（一部未対応）
TER、HETATM、分子名（残基名）、残基番号の順に確認する。以下の場合、分子を変更する。
・ TER が現れたら。
・ HETATM が現れたら。
・ HETATM 内の分子名が変わったら（5 原子程度以下の分子を除く、水分子を除く）。
・ HETATM から ATOM に変わったら。
・ 残基番号が小さくなったら。

205

MOL2 形式の主鎖の区別：
以下の Substract id と Substract name の情報を利用して区別する。
Substract id：アミノ酸残基や低分子化合物単位に与えられている整数。昇順にカウントされる。
Substract name：アミノ酸残基や化合物の名称。異なる低分子化合物が連続で指定されていると、Substract id が変化しない場合でも、この Substract name が変化する。
–k [Tinker_key_file][Tinker_key_file]：Tinker 形式の Keyword Control ファイルを指定（–
O 指定時に有効）。
デフォルト名は tinker.key。
各原子が ACTIVE か INACTIVE かを指定できる。
例）ACTIVE 4 -9 17 23
は、原子 4, 9-17, 23 を計算時にアクティブにする。マイナス（－）
は範囲のスタートを意味する。ACTIVE は複数指定可能。
INACTIVE はアクティブの逆の意味で、やはり複数指定できる。但し、同じ原子が ACTIVE と INACTIVE の両方を指定された場合 ACTIVE が優先することと、ACTIVE と INACTIVE のど
ちらの指定にも該当しない原子はアクティブになることの 2 点
で、ACTIVE と INACTIVE の利用方法が異なる。
–f [xuffopt_parameter_file][xuffopt_parameter_file]：xuffopt 独自形式のパラメータファイルを指定。-f 以外のオプションと以下のアミノ酸残基に関する計条件
ACTIVE_RESIDUE,
INACTIVE_RESIDUE,ACTIVE_SIDECHAIN の指定と、最適化ループの収束計算に関する 条 件 SDLOOP, CGLOOP, MAXLOOP, SDGRADIENT,CGGRADIENT, RENERGY, RGRADIENT が指定できる。
デフォルト名は xuffopt.par。
各アミノ酸残基が ACTIVE_RESIDUE か INACTIVE_RESIDUE
かを指定できる。指定方法は ACTIVE, INACTIVE と同じ。
例）ACTIVE_RESIDUE 4 -9 17 23は、残基 4, 9-17, 23 を計算時にアクティブにする。マイナス（－）は範囲のスタートを意味する。ACTIV_RESIDUE は複数指定可能。
INACTIVE_RESIDUE はアクティブの逆の意味で、やはり複数指定できる。但し、同じ残基が ACTIVE_RESIDUE とINACTIVE_RESIDUE の両方を指定された場合
ACTIVE_RESIDUE が優先することと、ACTIVE_RESIDUE とINACTIVE_RESIDUE のどちらの指定にも該当しない残基はアクテ
ィブになることの 2 点で、ACTIVE_RESIDUE とINACTIVE_RESIDUE の利用方法が異なる。
各アミノ酸残基の側鎖（主鎖を除いた部分）に対して
ACTIVE_SIDECHAIN を指 定 でき る 。指定 方法は ACTIVE,
ACTIVE_RESIDUE と同じ。

206

最適化ループの収束計算回数と収束判定条件を指定できる（以下の例はデフォルト値）。
例）SDLOOP 100
CGLOOP 400
MAXLOOP 500
SDGRADIENT 1000.0
CGGRADIENT 0.1
RGRADIENT 0.1
RENERGY 0.0001
SDLOOP：最大 Steepest Descent 法ループ数(SD ループ)CGLOOP：最大 Conjugate Gradient 法ループ数(CG ループ)
LOOPMAX：最大ループ数
SDGRADIENT：SD ループの gradient 打ち切り値
CGGRADIENT：CG ループの gradient 打ち切り値
RGRADIENT：Gradient の収束判定値
RENERGY：全エネルギーの残差(kcal/mol)の収束判定値
Gradient は 2 乗和ルートの値で判定。単位は(kcal/mol・Å)。SD
ループが途中で打ち切られた場合、CG ループは「最大 SD ループ
数＋最大 CG ループ数」まで続く。
なお、現在 BFGC 法の計算を行っていないので、CGLOOP とCGGRADIENT は無効になっている。

207

7 インストール
7.1 配布形式
配布形式は、Windows のインストーラです。
7.2 システムのインストール
インストーラをダブルクリックするとインストールします。デスクトップにショートカットが作成されます。
スタート→ABINIT-MP Open Consortium→BioStationViewerを選択すると起動します。起動時のカレントフォルダーは、インストールディレクトリになっています。
変更するには、メニューの BioStationViewer 上で右ボタンをクリックして、プロパティーを選択し、作業フォルダーを変更してください。この場合、インストールディレクトリを Path に加える必要がある
ので、C:¥Program Files¥ABINIT-MP Open Consortium¥BioStationViewer
を加えてください。
7.3 動作環境
動作環境を表 7.1 に示します。
3D 表示を快適に行うには、VRAM 2G 以上のグラフィックカードをご利用ください。解像度はSXGA(1280x1024)以上をご使用ください。

表 7.1

動作環境

項目

用件

OS

Windows(2000/XP,7,10)

CPU

Pentium Ⅱ 400MHz 以上

メモリ

メモリ 2GB 以上を推奨

7.4 ファイルの取得
ABINIT-MP のホームページから関連ファイルをダウンロードして取得してください。以下のファイルが必要なファイルです。
ファイル名
BioStationViewerOpen_1.0_rev25.exe

説明BioStation インストーラファイル

sampleData.zip

サンプルファイル

tutorial.zip

チュートリアルデータ

2087.5 Reduce の設定
水素原子付加機能で Reduce を使用します。Reduce は
http://kinemage.biochem.duke.edu/software/reduce.phpよりダウンロード可能なフリーのプログラムです。
プログラムをダウンロードして適当な場所へ保存し、そのフォルダーへＰａｔｈを設定して下さい。
Path の設定方法は前節を参照してください。オプションを以下に示します。
reduce: version 2.15 10/4/01, Copyright 1997-2001, J. Michael Wordarguments: [-flags] filename or Adds hydrogens to a PDB format file and writes to standard output.
(note: By default, HIS sidechain NH protons are not added. See -BUILD)
Flags:-Trim

remove (rather than add) hydrogens-NOOH

remove hydrogens on OH and SH groups-OH

add hydrogens on OH and SH groups (default)-HIS

create NH hydrogens on HIS rings-FLIPsallow complete ASN, GLN and HIS sidechains to flip
(usually used with -HIS)-NOHETh

do not attempt to add NH proton on Het groups-ROTNH3

allow lysine NH3 to rotate (default)-NOROTNH3

do not allow lysine NH3 to rotate-ROTEXist

allow existing rotatable groups (OH, SH, Met-CH3) to rotate-ROTEXOH

allow existing OH & SH groups to rotate-ALLMEthyls

allow all methyl groups to rotate-ONLYA

only adjust 'A' conformations (default)-ALLALTprocess adjustments for all conformations-NOROTMET

do not rotate methionine methyl groups-NOADJust

do not process any rot or flip adjustments-BUILD

add H, including His sc NH, then rotate and flip groups(except for pre-existing methionine methyl hydrogens)(same as: -OH -ROTEXOH -HIS -FLIP)

209

-Keepkeep bond lengths as found-NBonds#

remove dots if cause within n bonds (default=3)-Model#which model to process (default=1)-Nterm#max number of nterm residue (default=1)-DENSity#.#

dot density (in dots/A^2) for VDW calculations (default=16)-RADius#.#probe radius (in A) for VDW calculations (default=0)-OCCcuttoff#.#

occupancy cutoff for adjustments (default=0.01)-H2OBcuttoff#.#

B-factor cutoff for water atoms (default=40)-H2OOCCcuttoff#.# occupancy cutoff for water atoms (default=0.66)-PENalty#.#

fraction of std. bias towards original orientation (default=1)-HBREGcuttoff#.# over this gap regular HBonds bump (default=0.6)-HBCHargedcut#.# over this gap charged HBonds bump (default=0.4)-BADBumpcut#.#

at this gap a bump is 'bad' (default=0.4)-SEGIDmap "seg,c..." assign chainID based on segment identifier field-Xploruse Xplor conventions for naming polar hydrogens-NOCondrop conect records-LIMIT#max num iter. for exhaustive search (default=100000)-NOTICKs

do not display the set orientation ticker during processing-SHOWSCore

display scores for each orientation considered during processing-FIX "filename"if given, file specifies orientations for adjustable groups-DB "filename"file to search for het info
(default="/usr/local/reduce_het_dict.txt")

note: can also redirect with unix environment variable: REDUCE_HET_DICT-Quietdo not write extra info to the console-REFerence

display citation reference-Helpmore extensive description of command line arguments

7.6 Babel の設定
環境変数 BABEL_DIR にC:¥Program Files¥ABINIT-MP Open Consortium ¥ BioStationViewer¥babel-lisを設定する。

210

7.7 Bond Builder の使用方法
水素原子付加プログラム bond_builder の使用方法を表 7.2 に示す。

表 7.2
コマンドライン
入力ファイルの指定

出力ファイルの指定

水素原子付加（任意）

N 末端、C 末端の処理（任意）

荷電アミノ酸残基
ASP, GLU, LYS, ARGの処理（任意）ヒスチジンのイミダゾー
ル環の処理（デフォルトはπ型）

bond_builder の使用方法% bond_builder.exe –i [input_file_name] [input_file_type]–o [output_file_name] [output_file_type]–B –n –T –R –H #–i [input_file_name] [input_file_type][input_file_name]：入力ファイル名（必須）。
[input_file_type]：入力ファイルの形式（任意）。
PDB 形式の場合：pdb, ent
MOL2 形式の場合：mol2
デフォルトは、入力ファイル名 input_file_name の拡張子が pdb か entの場合 PDB 形式、mol2 の場合 MOL2 形式。
–o [output_file_name] [output_file_type][output_file_name]：出力ファイル名。
[output_file_type]：出力ファイルの形式（任意）。
PDB 形式の場合：pdb, ent
MOL2 形式の場合：mol2
デフォルトは、入力ファイル名 output_file_name の拡張子が pdb か entの場合 PDB 形式、mol2 の場合 MOL2 形式。
－o の指定がないと、入力ファイルに_builder を付加したファイル名で出力する。例）input_builder.mol2
このとき、-B（Atom type の計算を指定）が指定されている場合、入力ファイルに_H を付加したファイル名で出力する。例）input_H.pdb–B
Atom type の計算を指定。
–n水素原子の付加（–B 指定時に有効）。
水素を付加する場合：無記入
水素を付加しない場合：–n–T
N 末端、C 末端を解離させるとき：－T(NH3+, COO-)
N 末端、C 末端を解離させないとき：無記入(NH2, COOH)–R
荷電状態を指定するとき：－R
中性状態を指定するとき：無記入–H #π型（d 型）：－H d
τ型（e 型）：－H eｐ型（p 型）：－H p

211

7.8 TINKER の設定
http://dasher.wustl.edu/tinker/ よりダウンロードし、インストールフォルダ/bin を Path に設定する。インストールフォルダ/jre/bin/client/jvm.dll を bin へコピーする。jvm.dll をコピーしておかな
いと実行時にエラーとなる。

212

8 謝辞
BioStationViewer の開発は以下のプロジェクトの成果を参考にして開発しました。


情報処理振興事業協会(IPA)
平成 12 年度先端的情報化推進基盤整備事業「バイオ産業の基盤整備のためのタンパク質機能予測システムの開発」
平成 13 年度未踏ソフトウェア創造事業「フラグメント分割法に基づいた並列分子計算プログラムの開発」



科学技術振興事業団
計算科学技術活用型特定研究開発推進事業「ＤＮＡのナノ領域ダイナミクスの第一原理的解析」

文部科学省ＩＴプログラム「戦略的基盤ソフトウエアの開発」 「タンパク質・化学物質相互作用解析」の Version6 の成果を使用しています。
科学技術振興機構 CREST 「フラグメント分子軌道法による生体分子計算システムの開発」の支援を受け開発しています。(2004/10-2010/3)
文部科学省次世代 IT 基盤構築のための研究開発 「革新的シミュレーションソフトウエアの開発」の支援を受け開発しています。(2007/7-2007/9)
文部科学省次世代 IT 基盤構築のための研究開発 「イノベーション基盤シミュレーションソフトウエ
アの研究開発」の支援を受け開発しています。(2008/12-2009/3)
科研費・新学術領域研究（研究領域提案型）「水を通して見る生体分子夾雑系の情報熱力学」（課
題番号：17H06353）の支援を受けました。
国立医療研究開発機構(AMED) 創薬等先端技術支援基盤プラットフォーム事業(BINDS) 「構造インフォと FMO 計算を融合したインシリコスクリーニング」（課題番号 18am0101113j0002）の支援を受け開発しています。(2018/12-)
科学技術振興機構 さきがけ「量子構造生物学におけるプロトン：相乗的効果と構造」（グラントナン
バー: JPMJPR18GD）の支援を受け開発しています。（2018/9-）
MOLDA は、広島大学 吉田弘先生が開発されたシステムです。残念ながら吉田先生は 2005 年にご逝去されました。生前上記の CREST のメンバーとして参加され、BioStationViewer での利用を許可していただきました。

213

計 算 時 に 固 有 値 を 求 め る 必 要 が あ り 、 こ の 部 分 は JAMA:Java Matrix Packeage(http://math.nist.gov/javanumerics/jama/)を使用している。JAMA は、フリーで公開されています。

下記の方々よりご意見、ご助言をいただき感謝の意を表します。
神戸大学 田中成典、栗崎以久男
立教大学 望月祐志
鹿児島大学大学 石川岳志
株式会社モルシス 甘利真司
広島大学 吉田弘（故人）
アドバンスソフト株式会社 小川哲司、小林将人
産業技術総合研究所 古明地勇人 北浦和夫
微生物化学研究会 梅沢 洋二
CHPI 研究所 西尾 元宏
星薬科大学 福澤薫
国立医薬品食品衛生研究所 中野達也、沖山佳生
国立研究開発法人理化学研究所 渡邉千鶴
みずほ情報総研株式会社 加藤幸一郎、塚本貴志、谷村直樹
スコーピオンテック合同会社 加藤昭史
FMO 創薬コンソーシアムの皆様（敬称略順不同 所属は開発当時のものも含む）

214

9 参考文献
FMO 基礎1.

K. Kitaura, T. Sawai, T. Asada, T. Nakano, M. Uebayasi Chem Phys Lett 312,319-324 (1999).

2.

K. Kitaura, E. Ikeo, T. Asada, T. Nakano, M. Uebayasi Chem Phys Lett 313, 701-706(1999).

3.

T. Nakano, T. Kaminuma, T. Sato, Y. Akiyama, M. Uebayasi, K. Kitaura Chem Phys
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4.

T. Nakano, T. Kaminuma, T. Sato, K. Fukuzawa, Y. Akiyama, M. Uebayasi and K.
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K. Kitaura, S. Sugiki, T. Nakano, Y. Komeiji, M. Uebayasi Chem Phys Lett 336,
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Y. Komeiji, T. Nakano, K. Fukuzawa, Y. Ueno, Y. Inadomi, T. Nemoto, M. Uebayasi,
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Molecular Dynamics Simulation, ‘ab initio FMO-MD’” Chem. Phys. Lett., 372,
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Y. Mochizuki, Y. Komeiji, T. Ishikawa, T. Nakano, H. Yamataka “A fully quantum
mechanical simulation study on the lowest n–* state of hydrated formaldehyde”
Chem. Phys. Lett., 437, 66-72 (2007).

FMO-MP2
9.

Y. Mochizuki, T. Nakano, S. Koikegami, S. Tanimori, Y. Abe, U. Nagashima, K.
Kitaura, Theor. Chem. Acc. 112, 442–452 (2004).

10. Y. Mochizuki, S. Koikegami, T. Nakano, S. Amari, K. Kitaura Chem. Phys. Lett. 396,
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LMP2
11. T. Ishikawa et. al., submitted.

215

CIS
12. Y. Mochizuki, S. Koikegami, S. Amari, K. Segawa, K. Kitaura, T. Nakano Chem Phys
Lett., 406, 283–288 (2005).

CIS(D)
13. Y. Mochizuki, S. Koikegami, S. Amari, K. Segawa, K. Kitaura, T. Nakano Chem Phys
Lett. 2005, 406, 283–288 (2005).
14. Y. Mochizuki, K. Tanaka, K. Yamashita, T. Ishikawa, T. Nakano, S. Amari, K.
Segawa, T. Murase, H. Tokiwa, M. Sakurai Theor. Chem. Acc. in press
CAFI
15. Mochizuki, Y. Chem. Phys. Lett. 2005, 410, 165–171.
16. Y. Mochizuki, K. Fukuzawa, A. Kato, S. Tanaka, K. Kitaura and T. Nakano, Chem.
Phys. Lett., 410, 247–253 (2005).
MCP
17. T. Ishikawa, Y. Mochizuki, T. Nakano, S. Amari, H. Mori, H. Honda, T. Fujita, H.
Tokiwa, S. Tanaka, Y. Komeiji, K. Fukuzawa, K. Tanaka, E. Miyoshi Chem. Phys
Lett., 427, 159-165 (2006).
物性18. Y. Mochizuki, T. Ishikawa, K. Tanaka, H. Tokiwa, T. Nakano and S. Tanaka“Dynamic polarizability calculation with fragment molecular orbital scheme”
Chemical Physics Lett. 418, 418-422 (2006).

VISCANA
19. S. Amari, M. Aizawa, J. Zhang, K. Fukuzawa, Y. Mochizuki, Y. Iwasawa, K. Nakata,
H. Chuman and T. Nakano J. Chem. Information and Modeling, 46, 221-230 (2006).
エストロゲン受容体
20. K. Fukuzawa, K. Kitaura, K. Nakata, T. Kaminuma and T. Nakano, Pure Appl. Chem.,
75, 2405-2410 (2003).
21. K. Fukuzawa, K. Kitaura, M. Uebayasi, K. Nakata, T. Kaminuma and T. Nakano
Comp. Chem., 26, 1-10 (2005).

216

J.

22. K. Fukuzawa, Y. Mochizuki, S. Tanaka, K. Kitaura, and T. Nakano J. Phys. Chem.
B, 110, 16102-16110 (2006).
23. K. Maeda, A. Schug, H. Watanabe, K. Fukuzawa, Y. Mochizuki, T. Nakano, S.
Tanaka “Effects of Point Mutations on the Binding Energies of Estrogen Receptor
with Estradiol” J. Comput. Chem. Jpn., 6, 33-46 (2007).
DNA-タンパク(CRP)
24. K. Fukuzawa, Y. Komeiji, Y. Mochizuki, A. Kato, T. Nakano and S. TanakaJ.

Comp. Chem., 27, 948-960 (2006).
25. T. Watanabe, Y. Inadomi, K. Fukuzawa, T. Nakano, S. Tanaka, L. Nilsson, and U.
Nagashima “DNA and Estrogen Receptor Interaction Revealed by the Fragment
Molecular Orbital Calculation” J. Phys. Chem B, submitted.

ナノ26. T. Ishikawa, Y. Mochizuki, K. Imamura, T. Nakano, H. Mori, H. Tokiwa, K. Tanaka,
E. Miyoshi, S. Tanaka “Application of fragment molecular orbital scheme tosilicon-containing systems” Chem. Phys. Lett. 430, 361–366 (2006).
CH/π
27. Yoji Umezawa, Motohiro Nishio, “CH/π Interactions as Demonstrated in the Crystal
structure of Guanine-nucleotide Binding Proteins, Src homology-2 Domains andHuman Growth Hormone in Complex with their Specific Ligands”, Bioorganic &Medicinal Chemistry Volume 6, Issue 4, Pages 493-504 (1998,)
28. M. Nishio, M., Hirota, Y. Umezawa, "The CH/π Interaction Evidence, Nature, andConsequences",1998, Wiley-VCH, New York29. 西尾元宏「新版 有機化学のための分子間力入門」講談社 2008
ABINIT-MP
30. 中野、谷森、加藤、小池上、雨宮、福澤 「フラグメント分子軌道法入門 ―ABINIT-MP によるタンパク質の非経験的量子化学計算―

アドバンスソフト

2004
31. 佐藤、中野、望月編「プログラムで実践する生体分子量子化学計算」森北出版
2008
32. Dmitri G. Fedorov 編 “The FRAGMENT MOLECULAR ORBITAL METHOD”
2009 CRC Press217

BioStation Viewer
33. 加藤、福澤、望月、甘利、中野も解析と可視化」可視化情報「BioStation Viewer：生体高分子の相互作用

p124-129 Vol.26 No.101 2006.4

34. Wolfgang Kabsch and Christian Sander ,"Dictionary of Protein
Secondary Structure: Pattern Recognition of Hydrogen-Bonded andGeometical Features", Biopolymers, Vol. 22, 2577-2637, 1983.

付録１）ABINIT-MP 入力ファイル説明
別ファイルで説明
2) MOLDA 説明
別ファイルで説明

218