PowerPoint プレゼンテーション

力場最適化ソフトウェア
Simple Fit
（仮称）
「力場パラメータなくて計算ができない」
「計算結果が実験値とあわない」
Simple Fitで解決！
力場パラメータの自作は極めて大変なため、実際のところ論文から力場パラメータを探すほかあり
ませんでした。Simple Fitは、量子化学計算による計算値を可能な限り再現するよう力場パラメー
タを自動最適化します。
.top
.trr
.tpr
Simple Fit
GROMACS
スナップショットの生成
↓
trajectory & topology
量子化学計算
.top
GROMACS
optimized topology
↓
力場パラメータの最適化
計算事例（ロキソプロフェン分子の力場パラメータ最適化）
● GAFF (AMBER14)
● Simple Fit
1
MD
0.9
● GAFF (AMBER14)
● GAFF2 (AMBER16)
● Simple Fit
0.8
0.7
Quantum
Chemistry
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
Loxoprofen
図１. 量子化学計算による力(横軸)とMD計算による力(縦軸)の比較。
0
図２. R2値。1に近いほど再現性が高い。
仕様
対象系
水溶液などの混合溶媒系
力場関数系
AMBER力場互換 (AMBER力場、CHARMM力場、OPLS力場など)
最適化可能パラメータ
分子内力場のみ
動作環境
GROMACS 4.6.3
AmberTools14/15/16 または Gaussian
（必須ソフトウェア）
共同開発、受託開発も可能です。
Simple Fit Custom
Simple Fitの最適化エンジンは目的関数Qを最小化する簡単なアルゴリズムに基づいて設計されてお
り、任意のパラメータの最適化が可能です。
𝑄𝐶 2
Q=𝑤
𝑖
Δ𝐸𝑖 − Δ𝐸𝑖
𝜎𝐸2
𝑄𝐶 2
𝐹𝑖 − 𝐹𝑖
𝜎𝐹2
+ (1 − 𝑤)
𝑖
しかし実際のところ、分子間力場の最適化は分子内力場の最適化ほど簡単ではなく、Simple Fitで
は最適化対象を分子内力場パラメータに絞っています。
Simple Fitの最適化エンジンをベースに、要望に合わせたアプリケーションの開発が可能です。
分子間力場はGAFFで十
分。分子内力場の最適
化だけしたい。
Simple Fit
Simple Fit Custom 1
時間がかかってでも信
頼できる力場パラメー
タが欲しい。
分子クラスターをQM/QMモデルないしQM/MM
モデルとして生成し、分子内相互作用に比べて非
常に弱い分子間相互作用を高精度で計算。この結
果を再現するように力場パラメータを最適化する。
メリット
インプットは分子構造だけでよく、
任意の分子の最適化が可能。
デメリット
量子化学計算に時間がかかる。
Simple Fit Custom 2
すべての力場パラメー
タを最適化したいが、
時間がかかるのは困る。
LAMMPSに対応してほ
しい。
異種材料界面の力場パラ
メータがほしい。
最適化したい力場パラメータの数に見合った情報
量の実験値（密度や気化熱など）を用意。MD計
算で実験値を再現するように最適化する。
メリット
短時間で最適化が可能。
デメリット
実験値のある分子に限られる。
精度は実験データの量に依存する。
Simple Fit Custom 3
アイディア募集中。