SYBYL

Sybyl/Base

Product information

SYBYLは、Tripos社が開発した分子モデリング・ソフトウェアで、欧米・日本国内の製薬関連企業・大学で広く利用されているソフトウェアです。SYBYLはSybyl/Baseと呼ばれる基本プラットホームと、その上で動作する各種モジュールで構成されており、研究方針・内容に対応して柔軟にモジュールを組み合わせてご利用いただけます。また、導入後のモジュール追加も可能です。

SYBYL/baseには、低分子から生体高分子まで広範囲の分子を対象に、構造構築・表示・計算・解析を効率的にかつ容易に行うため基本機能が準備されています。

Features

(1)分子構造構築

• スケッチモードで任意の分子をマウスを使って簡単に画面上に描くことができます。
• 低分子に関しては、フラグメントライブラリが用意されています。
• 結晶構造の構築ができます。fractional coordinates での入力が可能です。
• 分子構造の修飾（部分的な削除や置換）も簡単です。修飾は、原子による指定でも残基による指定でも可能です。
• ダミー原子（centroid、面、法線）の定義が可能です。
• サポートしているファイル・フォーマットはPDB、Cambridge、MACCS MOL、SYBYL MOL2 及び MOPAC の archiveファイルを扱うことができます。

• 原子の集合(Set)を使用することができます。
  • 蛋白質構造やPDBファイルを読み込むと、辞書を参照して自動的に主鎖や側鎖に含まれる原子を識別し、backbone、sidechain という名前のSet（セット）を作成します。
  • ユーザが任意にSet(セット)を定義することもできます。例えば『ある残基から４Åの範囲内にある総ての原子』といった定義のSet を定義することも可能です。分子構造の修飾や表示をSet 単位で行うことができます。
• 溶媒効果を考慮した計算を行なうために、任意の溶媒を分子の周囲に効率良く配位させる為のアルゴリズムが用意されています。
  • 溶媒分子を一つ一つ配向を考えながら添加していく方法（ Molecular Silverware 法）、及び溶媒分子が均一に分布している箱を予め用意しておきその中に溶質分子を浸ける方法があります。

(2)表示機能

• CPK・Ball and Stick・Stick 表示が可能で、不透明・透明での表示が可能です。
• 等ポテンシャル面や分子の体積表面、分子軌道等を滑らかな面（透明又は不透明）で描くことができます。
  • 分子の体積表面計算の際に、複数の分子の体積の和や差といった集合操作を行って、その結果を表示することも可能です。
• 分子の溶媒接触可能表面を、Dot surface・Line ・滑らかな面（透明又は不透明）で表示できます。
• ベクトルや英数字を簡単に表示できるので、プレゼンテーション用の美しい画面を手軽に作成できます。矢印の形、文字のfont タイプや大きさ、色は豊富な種類の中から選ぶことができます。
• 分子動力学計算の結果をアニメーション表示できます。

(3)計算機能（Dynamicsモジュール機能を含む）

• エネルギー計算、電荷計算（幾つかのアルゴリズムが用意されており、目的に応じて選択できます。）、エネルギー極小化計算、ドッキング計算、分子動力学計算、半経験的分子軌道法計算（MOPAC）が可能です。
• 分子動力学計算を種々のアンサンブル（等温・等圧等）について行う事ができます。
• 力場としては、SYBYL オリジナルの TRIPOS 力場の他にMMFF94、MM2 や AMBER も使用できます。これによって、低分子から生体高分子まで幅広い分子種の計算をサポートします。
• 周期的境界条件を考慮した計算ができます。
• 溶媒効果を考慮した計算が可能です。
• 距離や角度、ねじれ角の範囲に束縛条件を加えた計算ができます。
• QCPE プログラムとのインターフェイスがあります。（Gaussian・MOPAC等）
• aggregate（Set の一種）を指定することにより、任意の原子集団の相対配置をエネルギー極小化計算の間固定しておくことができます。
• エネルギー極小構造の探索（Simulated Annealing）ができます。
  • 通常、SYBYL上で分子の立体構造を構築した後にはエネルギー極小化を行ない局所的エネルギー極小構造を求めます。一般に局所的極小構造は計算の初期構造に依存します。又エネルギー極小化により得られた局所的極小構造は、エネルギー曲面上の多くの極小構造のうちの一つに過ぎません。そこで、他のエネルギー極小構造を探索する手段として、分子動力学法を使うことができます。Simulated Annealing と呼ばれるこの手法では、一つのエネルギー極小構造から出発して系を平衡化した後温度を上げて動力学計算を行ないエネルギー障壁を乗り越え、その後温度を下げて動力学計算を行なうということを何回か繰り返すことによりエネルギー曲面上の構造の探索を行ないます。

(4)解析機能

• Molecular Spreadsheet（SYBYL のオリジナル・テーブル）を用いて計算結果を効率的、多角的に解析していくことができます。SYBYL ファミリーのプログラムの多くの計算結果は自動的にMolecular Spreadsheet に書き込まれます。
• Molecular Spreadsheet は、テーブル中のデータに対して以下の操作を行なうことができます。
  • 種々のグラフが作成できます。（散布図・ヒストグラム・等高線図・メッシュ図等）
  • グラフと分子の立体構造、テーブル中の値を連動させて解析できます。（マウスでグラフ上の任意の点を選ぶと、表示されている分子がその点に対応する立体構造に変化し、さらにテーブル中の対応する行が反転表示されます。）
  • 特定の条件のもとにフィルターをかけたりソートしたりできます。
  • アスキー・ファイルを読み込めます。
  • テーブル中の化合物をデータベースに保存できます。
  • テーブル中の化合物をグラフィックス画面に表示できます。
  • 新しい列の追加に関しては、AUTOFIL 機能が用意されています。これはAngle、Distance、Energy 等の量を計算するための関数が予め定義されており、それを指定して自動的に計算を実行し、対応する列に結果を書き込むものです。関数は、解析の目的に応じて多数用意されています。既存の関数以外にも、ユーザの定義した関数や、ユーザの作成したSPLプログラム（マクロ）を指定してその計算結果を自動的に書き込むことができます。
  • 行と列の大きさに制限はありません。
• 複数の分子構造を重ね合わせる為の種々のテクニックが用意されています。原子ごとの重ね合わせの他に分子の周囲のフィールドによる重ね合わせや、指定した残基についての重ね合わせも可能です。RMS 値も表示されるので、構造間の比較が簡単に行なえます。
  

(5)拡張性

• SPL（SYBYL プログラミング言語）を用いると、SYBYLの機能をユーザの要望に合わせて拡張することができます。
• SPL はマクロ言語で、SYBYLで行いたい機能を簡単に書いて実行することができます。計算や表示の目的に合わせてオプションを指定したり、SYBYLの計算で使用される設定を細かく変えることができます。

動作環境