结合结构搜索装置、结合结构搜索方法以及介质制造方法及图纸

本公开涉及结合结构搜索装置、结合结构搜索方法以及介质。结合结构搜索装置被配置成搜索分子的稳定结合结构，其包括创建单元，其中，将分子以至少一个分割点进行分割，并且视为具有包括一个分割点的一个线性分子单元和包括该一个分割点的另一线性分子单元的结构，线性分子单元和其他线性分子单元被布置在作为一组晶格的三维晶格空间的每个晶格点处，包括相同分割点的线性分子单元被布置成彼此不交叠，并且还被布置成使得相同分割点位于相同晶格点处，并且创建单元被配置成在三维晶格空间中创建分子的立体结构。

【技术实现步骤摘要】
结合结构搜索装置、结合结构搜索方法以及介质
本文讨论的实施方式涉及结合结构搜索装置、结合结构搜索方法及计算机可读记录介质。
技术介绍
近年来，在诸如药物发现的场景中，可能需要通过使用计算器(计算机)来获得具有大尺寸的分子的稳定结构。然而，例如，在诸如蛋白质的大尺寸分子的情况下，在仔细考虑所有原子的计算中可能难以在实际时间内搜索到稳定结构。因此，已经研究了通过粗略捕获分子的结构(粗粒化)来减少计算时间的技术。作为粗粒化分子结构的技术，例如，已知以下技术：在该技术中，通过对目标蛋白质和与其结合的肽分子执行粗粒化成为点(粒子)来处理形成每个分子的氨基酸残基中的每一个(例如，参见专利文献1)。作为粗粒化分子结构的技术，例如，已经研究了以下技术：在该技术中，基于蛋白质中氨基酸残基的一维序列信息使分子结构经过粗粒化成为线性(一串)简单立方晶格结构，并将该分子结构作为晶格蛋白质处理。已经报道了通过在晶格蛋白质中使用量子退火技术来高速搜索稳定结构的技术(参见，例如，非专利文献1)。在通过退火机在这样的晶格蛋白质中搜索稳定结构的技术中，由于所使用的硬件的限制，可能对可以处理的算术位或量子位的数目存在限制。在晶格蛋白质中搜索稳定结构所需的位数相对于蛋白质或肽的尺寸(氨基酸残基数)呈指数增加。因此，在相关领域的上述技术中，由于对可以由要使用的硬件处理的位数的限制，作为稳定结构的搜索目标的蛋白质或肽氨基酸残基数可能受到限制。在相关领域的上述技术中，对可以同时处理形成蛋白质或肽的所有氨基酸的位数有要求，使得计算效率可能不佳。相关领域的在晶格蛋白质中搜索稳定结构的技术仅考虑蛋白质的主链的结构来搜索结构。因此，在相关领域技术中可能没有考虑蛋白质的侧链的结构。例如，在诸如药物发现的情况下，在搜索成为能够与目标蛋白质结合的药物候选的蛋白质或肽的稳定结构时，认为氨基酸的侧链的结构(位置)影响氨基酸的主链的可能结构。因此，例如，当将晶格蛋白质的技术应用于药物发现时，可能需要在不仅包括形成蛋白质的氨基酸的主链而且包括氨基酸的侧链的结构中搜索稳定的结构。专利文献1：日本公开专利公布第2010-113473号。非专利文献1：BabbushRyan等，“晶格杂聚物模型的能量函数的构建：约束条件满足编程和绝热量子优化中的案例研究(ConstructionofEnergyFunctionsforLatticeHeteropolymerModels：ACaseStudyinConstraintSatisfactionProgrammingandAdiabaticQuantumOptimization)”，化学物理学的进展，155，第201至244页)。
技术实现思路
技术问题在一个方面，本实施方式的目的在于，提供一种能够减少在通过计算器搜索分子的稳定结合结构时使用的位数的结合结构搜索装置、结合结构搜索方法及结合结构搜索程序。解决方案根据本实施方式的一个方面，一种被配置成搜索分子的稳定结合结构的结合结构搜索装置，该结合结构搜索装置包括：存储器；以及处理器，其耦接到存储器且被配置成：将分子以至少一个分割点进行分割，并且将分割的分子视为具有包括一个分割点的一个线性分子单元和包括该一个分割点的另一线性分子单元的结构；将线性分子单元和其他线性分子单元布置在作为一组晶格的三维晶格空间的每个晶格点处，将包括相同分割点的线性分子单元布置成彼此不交叠，并且布置成使得该相同分割点位于相同晶格点处；以及在三维晶格空间中生成分子的立体结构。本专利技术的有效作用在一个方面，能够提供能够减少在通过计算器搜索分子的稳定结合结构时使用的位数(thenumberofbits)的结合结构搜索装置、结合结构搜索方法以及结合结构搜索程序。附图说明图1A是示出使用粗粒化过程搜索蛋白质的稳定结构的示例的示意图(部分1)；图1B是示出使用粗粒化过程搜索蛋白质的稳定结构的示例的示意图(部分2)；图1C是示出使用粗粒化过程搜索蛋白质的稳定结构的示例的示意图(部分3)；图2A是用于说明菱形编码方法的示例的示意图(部分1)；图2B是用于说明菱形编码方法的示例的示意图(部分2)；图2C是用于说明菱形编码方法的示例的示意图(部分3)；图2D是用于说明菱形编码方法的示例的示意图(部分4)；图2E是用于说明菱形编码方法的示例的示意图(部分5)；图3是示出氨基酸残基数与所需的位数之间的关系的示例的曲线图；图4是用于说明在相关领域技术中用于设置菱形晶格空间的方法的示例的示意图；图5是用于说明在本文公开的技术的示例中用于设置菱形晶格间距的方法的示例的示意图；图6是示出线性分子单元的布置的示例的示意图；图7是示出具有多个线性分子单元的分子的结构的示例的示意图；图8是示出其中进一步分割线性分子单元的示例的示意图；图9是示出在考虑氨基酸残基侧链结构的情况下和不考虑氨基酸残基侧链结构的情况下，同一分子的粗粒化结构的示例的示意图；图10是示出搜索图9所示的分子的稳定结构的情况的示例的示意图；图11是示出在考虑氨基酸残基侧链的结构的情况下经历粗粒化的蛋白质被分割成多个线性分子单元的状态的示例的示意图；图12是示出本文公开的结合结构搜索装置的配置示例的图；图13是示出本文公开的结合结构搜索装置的另一配置示例的图；图14是示出本文公开的结合结构搜索装置的另一配置示例的图；图15是示出用于搜索线性蛋白质的稳定结构的方法的示例的流程图；图16是示出其中通过Sr表示半径为r的每个晶格的示例的图；图17A是示出氨基酸残基的目的地的晶格点集的示例的图(部分1)；图17B是示出氨基酸残基的目的地的晶格点集的示例的图(部分2)；图17C是示出氨基酸残基的目的地的晶格点集的示例的图(部分3)；图17D是示出氨基酸残基的目的地的晶格点集的示例的图(部分4)；图18是示出其中以三维来表示S1、S2和S3的示例的图；图19A是示出其中将空间信息分配给位X1至位Xn中的每一个的状态的示例的图(部分1)；图19B是示出其中将空间信息分配给位X1至位Xn中的每一个的状态的示例的图(部分2)；图19C是示出其中将空间信息分配给位X1至位Xn中的每一个的状态的示例的图(部分3)；图20是用于说明Hone的示例的图；图21是用于说明Holap的示例的图；图22是用于说明Hconn1和Hconn2的示例的图；图23A是用于说明Hpair1和Hpair2的示例的图(部分1)；图23B是用于说明Hpair1和Hpair2的示例的图(部分2)；图24是示出权重文件的示例的图；图25是示出用于构建Ising模型的能量方程(Hamiltonian(哈密顿函数))的条件的示例的说明图；图26是示出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种被配置成搜索分子的稳定结合结构的结合结构搜索装置，其包括创建单元，/n其中，将所述分子以至少一个分割点进行分割，并且视为具有包括一个分割点的一个线性分子单元和包括所述一个分割点的另一线性分子单元的结构，/n线性分子单元和其他线性分子单元被布置在作为一组晶格的三维晶格空间的每个晶格点处，/n包括相同分割点的线性分子单元被布置成彼此不交叠，并且还被布置成使得相同分割点位于相同晶格点处，并且/n所述创建单元被配置成在所述三维晶格空间中创建所述分子的立体结构。/n

【技术特征摘要】
20190411 JP 2019-0755881.一种被配置成搜索分子的稳定结合结构的结合结构搜索装置，其包括创建单元，
其中，将所述分子以至少一个分割点进行分割，并且视为具有包括一个分割点的一个线性分子单元和包括所述一个分割点的另一线性分子单元的结构，
线性分子单元和其他线性分子单元被布置在作为一组晶格的三维晶格空间的每个晶格点处，
包括相同分割点的线性分子单元被布置成彼此不交叠，并且还被布置成使得相同分割点位于相同晶格点处，并且
所述创建单元被配置成在所述三维晶格空间中创建所述分子的立体结构。


2.根据权利要求1所述的结合结构搜索装置，
其中，所述分子是具有分支结构的分子，
所述分割点是具有所述分支结构的分子中的分支点，并且
将具有所述分支结构的分子视为具有包括从所述分支点到分支端部的线性分子单元和包括从一个分支点到相邻的另一分支点的线性分子单元的结构。


3.根据权利要求1所述的结合结构搜索装置，其中，将所述线性分子单元视为由另外的多个小线性分子单元组成的结构。


4.根据权利要求1所述的结合结构搜索装置，还包括计算单元，所述计算单元被配置成通过针对所创建的所述分子的立体结构使用退火方法执行基态搜索来计算所述分子的具有最小能量的立体结构。


5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤博之，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP