Journal of Computer Chemistry, Japan

[Published online Journal of Computer Chemistry, Japan Vol.17, 92-101, by J-STAGE]
<Title:> ケクレ構造数え上げのアルゴリズムを用いたASC及びConjugated Circuitの計算プログラムの開発
<Author(s):> 森川　, 野村　泰志, 溝口　則幸
<Corresponding author E-Mill:> dmorikawa(at)shinshu-u.ac.jp
<Abstract:> 成田らのケクレ構造の数え上げアルゴリズムを改良する事によって，各種共役分子のalgebraic structure count (ASC)を求める計算プログラムを開発した．さらに，この計算はケクレ構造の重ね合わせを利用する事から，全てのconjugated circuitの数え上げも可能となった．これによりASCとconjugated circuitを一度に求める事が可能となった．また，ASCを決定できない非交互共役系についても議論を行った．
<Keywords:> Algebraic structure count, Kekul structure, Conjugated circuit, Sachs graph, Resonance energy
<URL:> https://www.jstage.jst.go.jp/article/jccj/17/2/17_2017-0036/_article/-char/ja/

[Published online Journal of Computer Chemistry, Japan Vol.17, A11-A14, by J-STAGE]
<Title:> 電子を描く(9) 原子軌道における波動性
<Author(s):> 時田　澄男
<Corresponding author E-Mill:> tokita(at)apc.saitama-u.ac.jp
<Abstract:> 水素原子の波動方程式を解いて得られる原子軌道に波動性が観察できることを，力学的な定常波との対比で視覚的に示した．弦におこる1次元の定常波の特徴は，円形膜におこる2次元の定常波の断面に観察される．水素原子の原子軌道が3次元の波動であることは，その断面に2次元の波動の特徴が表れることから，確認することができた．
<Keywords:> electron, visualization, hydrogen atom, atomic orbital, wave function, Bessel function, circular membrane, standing wave
<URL:> https://www.jstage.jst.go.jp/article/jccj/17/2/17_2018-0002/_article/-char/ja/

[Published online Journal of Computer Chemistry, Japan Vol.17, A4-A10, by J-STAGE]
<Title:> SCCJ Cafe － Season 6 － フランス便り：フランス海洋開発研究所海洋計算情報センターより（１）「沿岸シミュレーションプログラムMARS並列化の背景」
<Author(s):> 小鷹　ティナ恵利香
<Abstract:> MARS ( hydrodynamical Model for Applications at Regional Scale) [https://wwz.ifremer.fr/mars3d/, Lazure Pascal, Dumas Franck (2008). An external-internal mode coupling for a 3D hydrodynamical model for applications at regional scale (MARS). Advances In Water Resources, 31(2), 233-250. http://doi.org/10.1016/j.advwatres.2007.06.010] とはIFREMERによって開発されているFORTRANでかかれた沿岸シミュレーションプログラムである．IFREMERはフランスの海洋環境，資源の保持と開発に関する研究を行う独立行政法人であり，MARSは沿岸研究に必要とされる様々な要素をモデリングする手段として開発された．プログラムの中心部分は流体力学ダイナミクスであり，それに対して生物，地質，環境化学といった様々な沿岸モデルがカップルされている．モデリングに必要な計算量は増加の一途をたどるため，MARSを並列化して対応することとなった．本稿ではMARSの特色とどのようにMPIによる並列化がMARSに対して行われたかを述べる．
<Keywords:>
<URL:> https://www.jstage.jst.go.jp/article/jccj/17/2/17_2017-0047/_article/-char/ja/

[Advanced Published online Journal of Computer Chemistry, Japan, by J-STAGE]
<Title:> MOPAC2016新ハミルトニアンによる水素結合,Diels-Alder 反応, イソシアネートのウレタン化反応,光異性化反応等 のシミュレーション解析と評価
<Author(s):> 染川　賢一, 上田　岳彦
<Corresponding author E-Mill:> somekw(at)voice.ocn.ne.jp
<Abstract:> 最近のMOPAC2016ハミルトニアンPM7を用いて, 基礎的な化学結合, 水素結合(Hb), 立体選択的Diels-Alder (DA) 反応, 実用的なイソシアネートのウレタン化反応そして光異性化反応等のシミュレーション解析を行い, その構造とエネルギー情報につき、実験値および他の計算値と比較評価した. 上記一部につき前報[1]では PM6法で可成りの理解は得られたが, 問題点のあることも指摘した. PM7での解析では、分子内、分子間の結合 距離とエネルギーの小さい変化の評価で向上が見られ, 分散力算出等の改善の有効性が示唆された. 例えば上記 反応2例では、より大きい水素結合エネルギー(E_Hb)と分子間相互作用エネルギー(E_Ln)の算出で安定錯体 (B)の存在推定と, より実験値に近い活性化エネルギー(E_a)が見積られ, Figure 1等の反応プロセスと遷移状態(TS)の評価改善が推定され, またBなどの低温での解析実験法を提案した. 簡便で定量性の改善された MOPAC2016は教育や実験の現場等で積極的活用が期待される.
<Keywords:> MOPAC2016, PM7, B3LYP, MP2, Isocyanate, Urethane, Diels-Alder reaction, Photochromism, Activation energy, Molecular simulation, Hydrogen bond, Molecular interaction energy
<URL:> https://www.jstage.jst.go.jp/article/jccj/advpub/0/advpub_2017-0069/_article/-char/ja/

[Published online Journal of Computer Chemistry, Japan Vol.16, 167-169, by J-STAGE]
<Title:> クラスターの単純さに注目したデータ クラスタリングの高精度化とそのケモインフォマティクスへの応用
<Author(s):> 天野　晃, 山之内　昭博, 杉本　学, 和田　匡路
<Corresponding author E-Mill:> amano.kou(at)nims.go.jp
<Abstract:> A cluster validity index (CVI) called “simplicity index” (SI) is newly proposed to enhance the accuracy of data clustering in machine learning. This index is derived to emphasize the importance of simplicity in cluster structures. The characteristics ofSI and its advantages over the known methods in the literature are discussed. SI is applied to classification of nucleotide sequences of nitrogen-fixing genes.
<Keywords:> non-hierarchical clustering, clustering validity index
<URL:> https://www.jstage.jst.go.jp/article/jccj/16/5/16_2017-0062/_article/-char/ja/

[Published online Journal of Computer Chemistry, Japan Vol.16, 165-166, by J-STAGE]
<Title:> 天然ゴムの生合成過程解析
<Author(s):> 慶野　達也, 内田　希, 河原　成元, 秋山　和輝
<Corresponding author E-Mill:> tatsuya_keino(at)mst.nagaokaut.ac.jp
<Abstract:> Natural rubber is an excellent material in elasticity and abrasion resistance. However, the detailed structure of natural rubber is still unclear. We aimed to conduct conformational search and structural analysis using computational chemistry and to elucidate the biosynthetic process of natural rubber. From the calculation results, it was found that the structure is likely to have a rounded structure due to the intramolecular and intermolecular interaction that the terminal phosphate group gives to the polyisoprene moiety as a polar group, and both ends are fixed on the particle surface and become stable.
<Keywords:> Natural rubber, Molecular mechanics, CONFLEX, Molecuar dynamics, LAMMPS, Phosphate group
<URL:> https://www.jstage.jst.go.jp/article/jccj/16/5/16_2017-0059/_article/-char/ja/

[Published online Journal of Computer Chemistry, Japan Vol.16, 160-162, by J-STAGE]
<Title:> 分子動力学を用いたニューロプシンのペプチド認識に関する研究
<Author(s):> リントゥルオト　正美, 堀岡　洋太, 阿部　光将, リントゥルオト　ユハ
<Abstract:> The substrate specificity and selectivity on the chymotrypsin-type serine protease, neuropsin was investigated by using molecular dynamic simulation. The amino acid residues at l1 and l5, which are located adjacent to the neighboring residues of cleave site Argl3 on both sides, play important roles, and the interactions between these amino residues of peptide and loops D and H of protein regulate the affinity and catalytic activity.
<Keywords:>
<URL:> https://www.jstage.jst.go.jp/article/jccj/16/5/16_2017-0053/_article/-char/ja/

[Published online Journal of Computer Chemistry, Japan Vol.16, 163-164, by J-STAGE]
<Title:> 自動反応経路探索を用いる不斉触媒反応の機構解明と機械学習による効率的解析
<Author(s):> 畑中　美穂
<Corresponding author E-Mill:> hatanaka(at)ms.naist.jp
<Abstract:> The mechanism of enantioselectivity of the asymmetric aldol reaction catalyzed by Zn (II) complex was discussed based on the transition states (TSs) of the stereo-determining C-C bond formation step. To gather the TSs of the stereo-determining step exhaustively, an automated reaction path search method, called the artificial force induced reaction (AFIR) method, was applied. Though the obtained TSs reproduced the stereoselective ratio, it was difficult to extract the key information for the enantioselectivity. To analyze such TS structures efficiently, the automated clustering of the TSs by using the K-Means++ method, which was one of the unsupervised learning methods, was helpful.
<Keywords:> Asymmetric reaction, Chiral catalyst, Global Reaction Route Mapping (GRRM), Density functional theory (DFT), Unsupervised learning
<URL:> https://www.jstage.jst.go.jp/article/jccj/16/5/16_2017-0065/_article/-char/ja/