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홋카이도(北海道)대학과 HPC시스템즈가 양자 화학 계산에 의해 화학 반응의 경로를 자동 검색하는 ‘Artificial Force Induced Reaction(AFIR)법’ 프로그램 라이센스에 관한 계약을 체결함.

이에 HPC 시스템즈에서 발매되는 프로그램 ‘GRRM20’에서, AFIR법의 최신 기능을 사용할 수 있음. ‘AFIR법’은 홋카이도대학 창성연구기구 화학반응창성연구거점 (WPI-ICReDD) 연구그룹이 개발을 진행해 온 반응 경로 자동 탐색 방법임. 분자나 착체 안 부분 구조 간에 힘을 가함으로써 야기되는 구조적 변화를 양자 화학 계산에 의해 조사, 해당 반응 경로를 예측하는 방법임. 힘을 가하는 부분 구조가 취하는 방법 및 초기 상대 배치를 차례로 변화시켜 다양한 구조 변화를 계통적으로 조사함으로써 복수의 반응 경로를 자동 검색할 수 있음.

‘GRRM20’에서는 초병렬 계산(수백 경로의 동시 계산), 주어진 반응 온도 및 반응 시간에서 속도론적으로 중요한 안정 구조로부터만 검색을 실행하는 속도론 내비게이션, 주기 경계 조건을 부과한 반응 경로 자동 탐색, 효소 반응의 분석에 있어 단백질의 대규모 구조 변화를 도입할 수 있는 다구조 마이크로 반복법 등의 새로운 기능을 이용할 수 있으며, 개별 반응 경로 계산도 고속화되어 있음. 또한, 거대 분자용 구조최적화 알고리즘이 탑재되어 있으며, 반(半)경험적인 양자 화학 계산 등의 간편한 포텐셜 계산법과 조합함으로써, 수백 원자 계에서도‘AFIR 법’에 의한 구조 탐색이 수행되도록 되어 있음. 간단한 외부 스크립트에 의해 정보학적 방법과 경험칙 등을 탐색 순서에 반영킬 수 있으며, 유저가 자동 검색 고속화 기술 개발에 참여할 수 있음.

연구진은 이러한 새로운 기능을 이용하여 신규 화학 반응의 예측, 유기 합성 반응의 속도론적 분석, 결정 구조의 탐색, 표면 반응의 속도론적 분석, 대규모 구조 변화를 수반하는 효소 반응의 메커니즘 분석 등을 수행함.‘GRRM20’을 이용함으로써 연구진이 발표해 온 선진 예측 계산 및 메커니즘 해석이 일반적으로 실시될 수 있을 것으로 기대됨.