第四室

スタッフ
室長 瀬川 勝智 Segawa Katsunori
非常勤職員 安部 博幸 Abe Hiroyuki

業務紹介

第四室は研究所という性質を勘案した上で、国の一機関として高度なセキュリティレベルを確保した条件下での、全所的な研究情報ネットワークシステムの維持・管理等について、安定かつ安全なネットワーク環境の提供を行っています。また、AIを活用した安全性予測プラットフォームの構築や、医薬品の副作用発現に関するメカニズムのデータベースや分子軌道法を用いた解析等の情報科学的手法を用いた方法を開発することを目的の一つとしています。第四室はデータベースや分子シミュレーションのように、計算機を用いた解析に特徴があります。

  1. 国立医薬品食品衛生研究所の，全所的な研究情報ネットワークの開発・管理に関する研究

    本研究では全所的な研究情報ネットワークの開発・管理に関する研究の一環として、国立医薬品食品衛生研究所の研究情報ネットワーク基盤環境の維持・管理を行っています。また情報セキュリティ研修を行い、ネットワークセキュリティ監査も実施し、公開サーバの信頼性を担保するためにGPKIによるサーバ証明書を更新して、研究情報ネットワークにおける適切な基盤環境を整えています。さらに来年度のシステム更改に向けた作業を開始しています。

  2. AIを活用した安全性予測プラットフォームの構築

    AIを活用した安全性予測プラットフォームの構築では、医薬品・食品・生活化学物質のヒト安全性予測の高度化に関する調査研究を行い、これまでの調査研究を基に医薬品の副作用や化学物質の毒性予測に関するデータの組織的蓄積、並びにこの蓄積データ及びAIの機械学習手法の利活用に基づく予測モデル構築を行なうための安全性予測プラットフォームの構築を行います。

  3. 分子軌道法を用いた副作用機序の解析及びフラグメント分子軌道法の機能拡張に関する研究

    本研究ではタンパク質の非経験的分子軌道計算が可能であるフラグメント分子軌道(FMO)法を用いて、低分子化合物とタンパク質を構成する各アミノ酸残基との相互作用を解析し、生体系の相互作用において重要な溶媒効果を沖山らによって開発されたFMO-PBSA法を用いて導入し、より精緻な相互作用解析を可能とすることを目標としています。また、FMO-PBSA法の幅広い利用の障害となっているFMO-PBSA法の計算速度についても改良を行い、実用性の向上を図ります。

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    図1. FMO-PBSA法の概念と応用計算例

  4. 有機化学部との共同研究による、日本薬局方名称データベース（JP DB）及び日本医薬品一般的名称データベース（JAN DB）の開発

    有機化学部との共同研究による日本薬局方名称データベース（JP DB）及び日本医薬品一般的名称データベース（JAN DB）の開発を行っています。JPDBには日本薬局方収載されている医薬品の、名称、構造式、化学名（本質記載）、分子式、分子量、CAS登録番号、本品記載等が収載されています。また、JANDBは日本薬局方に収載されていない医薬品についてもJPDBとほぼ同様に、名称、構造式、化学名（本質記載）、分子式、分子量、CAS登録番号等が収載されています。JANDBの大きな特徴は、日本で名称が付けられたほぼすべての医薬品（ドロップアウトして上市されなかったものを含む）の名称が収載されている点で、名称に関しては日本で唯一無二のデータベースとなっています。近年普及してきたジェネリック医薬品の名称にはJANが使われますので、以外に身近な存在となっています。

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    図2. JPDBの検索イメージ

    DBへのリンクJP DB
    日本薬局方名称データベース
    DBへのリンクJAN DB
    日本医薬品一般的名称データベース

研究業績

2021年
  1. Okiyama Y, Nakano T, Watanabe C, Fukuzawa K, Komeiji Y, Segawa K, Mochizuki Y: Acceleration of Environmental Electrostatic Potential Using Cholesky Decomposition with Adaptive Metric (CDAM) for Fragment Molecular Orbital (FMO) Method.Bull. Chem. Soc. Jpn. 2021; 94:91-96
  2. Mochizuki Y, Nakano T, Sakakura K, Okiyama Y, Watanabe H, Kato K, Akinaga Y, Sato S, Yamamoto J, Yamashita K, Murase T, Ishikawa T, Komeiji Y, Kato Y, Watanabe N, Tsukamoto T, Mori H, Okuwaki K, Tanaka S, Kato A. Watanabe C, Fukuzawa K: The ABINIT-MP Program
  3. Mochizuki Y, Tanaka S, Fukuzawa K (eds) Recent Advances of the Fragment Molecular Orbital Method, pp. 53-67 (Springer, Singapore, 2021)
  4. Fukuzawa K, Watanabe C, Okiyama Y, Nakano T: How to Perform FMO Calculation in Drug Discovery
  5. Mochizuki Y, Tanaka S, Fukuzawa K (eds) Recent Advances of the Fragment Molecular Orbital Method, pp. 93-125 (Springer, Singapore, 2021)
  6. Mochizuki, Y, Tanaka S, Fukuzawa, K. eds.: Recent Advances of the Fragment Molecular Orbital Method (Springer, Singapore, 2021)
2020年
  1. 望月 祐志, 坂倉 耕太， 渡邊 啓正, 奥脇 弘次, 加藤 幸一郎, 渡辺 尚貴, 沖山 佳生, 福澤 薫, 中野 達也：FMO プログラムABINIT-MP の整備状況2020 J. Comput. Chem. Jpn. 2020;19:142-145
2019年
  1. Okiyama Y, Watanabe C, Fukuzawa K, Mochizuki Y, Nakano T, Tanaka S:Fragment molecular orbital calculations with implicit solvent based on the Poisson-Boltzmann equation: II. Protein and the ligand-binding system studies. J Phys Chem B. 2019;123:957-973
  2. 中野達也、望月祐志、福澤薫、沖山佳生、渡邉千鶴：Bond detached atom (BDA)を共有しているフラグメント間の相互作用エネルギーの補正に関する試みII：ラジカル開裂補正． J. Comput Aided Chem. 2019;20:1-6
2018年
  1. Okiyama Y, Nakano T, Watanabe C, Fukuzawa K, Mochizuki Y, Tanaka S: Fragment molecular orbital calculations with implicit solvent based on the Poisson-Boltzmann equation: Implementation and DNA study. J Phys Chem B. 2018;122:4457-4471
  2. Nakano T, Fukuzawa K, Okiyama Y, Watanabe C, Komeiji Y, Mochizuki Y: Accuracy of dimer-es approximation on fragment molecular orbital (FMO) method. Chem-Bio Info J. 2018;18:119-122
2017年
  1. 中野達也、望月祐志、福澤薫、沖山佳生、渡邉千鶴：Bond detached atom (BDA)を共有しているフラグメント間の相互作用エネルギーの補正に関する試み． J Comput Aided Chem. 2017;18:143-148
2013年
  1. 中野達也、山下勝美、沖山佳生、瀬川勝智、望月祐志：Cartesian Gaussianの積分の初期積分の計算。CBI学会誌. 2013;1,:42-46
2012年
  1. 瀬川勝智, 中野達也, 斎藤嘉郎: 国立医薬品食品衛生研究所における基盤ネットワークの更新. Bull Natl Inst Health Sci. 2012;130:75-77
  2. Nakano T, Mochizuki Y, Yamashita K, Watanabe C, Fukuzawa K, Segawa K, Okiyama Y, Tsukamoto T, Tanaka S: Development of the four-body corrected fragment molecular orbital (FMO4) method. Chem Phys Lett. 2012;523:128-133
  3. 中野達也、山下勝美、瀬川勝智、沖山佳生、渡邉千鶴、福澤薫、田中成典、望月祐志：Continuous multipole methodによるfragment molecular orbital法の高速化。J Comput Aided Chem. 2012;13:44-50
2010年
  1. Okiyama Y, Nakano T, Yamashita K, Mochizuki Y, Taguchi N, Tanaka S: Acceleration of fragment molecular orbital calculations with Cholesky decomposition approach. Chem Phys Lett. 2010;490:84-89

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