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分子ソフト&インフォマティクス
分子&インフォマティクス

分子モデリング・
シミュレーションソフトウェア
Discovery Studio

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DS Biopolymer

タンパク質モデリングツール

基本的な残基構成要素から生体高分子を作成・修飾。さらに、バルク溶媒やイオン強度の影響を含めた分子の静電特性を計算することも可能。巨大分子の活性の違いを理論的に考えるために不可欠なデータが得られます。

DS Biopolymerで簡単な生体分子モデル構築と静電場解析を実行することができます。DS Biopolymerはタンパク質とペプチドの構築と修正、タンパク質の構成要素の分割(Splitコマンド)や整形(Cleanコマンド)、ペプチドとタンパク質のプロパティ解析レポートの迅速な作成、ポアソン-ボルツマン静電場(DelPhi)で高分子または低分子の静電ポテンシャルと溶媒和エネルギーを計算するプロトコルへのアクセスを提供します。Biopolymerを使用するとアミノ酸のプロトン化状態を、迅速かつ正確に見積もることができます。電荷見積もりはGeneralized Bornモデルに基づいており、解離定数、pH滴定曲線、フォールディングのエネルギー全体を正確に予測することができます。また、X線電子密度マップ上にタンパク質モデルを構築したり(X-BUILD)、リガンド分子フィッティング(X-LIGAND)を行うことができます。DS Biopolymerは、モデリングおよびシミュレーション技術を統合したソフトウェアであるDiscovery Studioが提供する研究環境の一部です。Discovery StudioはSciTegicのPipeline Pilot(アクセルリス社の科学的なoperating platform)上で構築されているため、これらのモジュールは他の強力なアプリケーションソフトと広く統合されており、そのため配列アラインメント、タンパク質ホモロジーモデルの作成、ファーマコフォアモデルの構築と解析、受容体~リガンド相互作用の検証、分子力学計算の実行などの作業が可能になります。

巨大分子構造の構築と編集

DS Biopolymerでは、ペプチド・タンパク質・核酸(DNAおよびRNA)の構造の迅速な構築および修飾が可能です。

ペプチドおよびタンパク質の構造

  • 残基の追加、置換、消去により、ポリペプチド構造を簡単に組み立て、編集することができます。
  • ユーザーが検討している構造に対して、電荷や原子半径の設定および中性あるいは荷電したN-末端、C-末端の作成が可能です。
  • 様々な標準ヘリックス構造あるいはβストランドを適当な残基範囲に適用することにより、二次構造を作成することができます。
  • phi角とpsi角を指定することにより、非標準のターン構造を望んだ位置に挿入することができます。
  • 不完全な側鎖・不適切な結合および結合次数などの、タンパク質の構造上の間違いを修正することも可能です。
  • タンパク質のレポートおよび疎水性プロットを作成するツールが装備されています。

核酸構造

  • 標準らせんパラメータを使い、A-、B-、Z-型の一重・二重・三重らせんのDNA分子を迅速に作成することができます。
  • 一重あるいは二重らせんのRNAおよびA型のDNA:RNAハイブリッド分子は、標準のらせんパラメータを使って構築することが可能です。
  • 様々な標準ヘリックス構造あるいはβストランドを適当な残基範囲に適用することにより、二次構造を作成することができます。
  • 二つの核酸分子を繋げることができます。
  • Capping/Primesボタンのような核酸末端処理を行うことができます。

DS Biopolymer を使ってDNA二本鎖を作成しタイプ割り当てた

構造最適化および分子動力学計算の準備にて、DS Biopolymerを使ってDNA二本鎖を作成しタイプ割り当てた。

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静電場解析

低分子から巨大分子までの静電ポテンシャルおよび溶媒和エネルギー計算のための強力かつ多目的なPoisson- Boltzmann静電場シミュレーションプログラムであるDelPhi をDS Biopolymerにて利用することができます。形状および静電特性は低分子および巨大分子の機能を決定付けることがしばしばあります。DS Biopolymerは、不適切な誘電モデルあるいは具体的な溶媒を使用することなく、このような特性の検証のための洗練されたツールを装備しています。溶媒が存在するか否かの影響が考慮され、どちらの場合においても巨大分子の静電ポテンシャルの計算が結果的に異なる可能性があります。

X-ray解析ツール

DS Biopolymerには、検証中のタンパク質モデルとリガンドを指定したタンパク質-リガンド複合体の電子密度マップ中に自動的にフィットするツールが装備されています。

タンパク質表面に表示した Poisson-Boltzmann静電ポテンシャル


タンパク質表面に表示したPoisson-Boltzmann静電ポテンシャル。正(青)、中性 (白)および負(赤)で範囲を示す。

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