量子分子シミュレーションを「経験」から「予測科学」へ ― 電子状態応答に基づく新しい QM/MM 設計原理を確立 ―

本プレスリリースは、学校法人中央大学、国立大学法人お茶の水女子大学との共同発表です。


【成果のポイント】
・「QM/MM（量子力学／分子力学）法」は、巨大で複雑な分子系の機能を高精度かつ高効率に扱うための中核的な分子シミュレーション手法として広く用いられています。しかし、「巨大分子系のどこまでを量子力学で精密に扱うべきか」という QM 領域の設定は、研究者の経験に依存しており、予測性や再現性の観点から長年の課題となっていました。
・本研究では、分子認識や化学反応に伴って生じる分子軌道や電荷分布の変化といった電子状態応答に着目し、これらが QM 領域を定めるための客観的かつ明確な物理指標となり得ることを示しました。この電子状態応答は、QM/MM 計算に先立って、ごく簡便な領域分割型の半経験（semi-empirical）QM 計算を一度行うだけで、十分な精度で評価可能です。
・提案手法は、ゼオライト-構造規定剤複合体や、ヒトカテプシン-阻害剤複合体といった、材料科学および生命科学の双方において重要な系を含む幅広いモデルで検証され、異なる QM 計算条件に対しても一貫して適用可能であることを確認しました。
・今後、本手法は、創薬や高機能材料開発における予測的分子設計を支える、実用的な計算プラットフォームとしての展開が期待されます。

詳細は本学公式WEBページをご参照ください。（ https://www.chuo-u.ac.jp/aboutus/communication/press/2026/01/83918/
）







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