構造最適化プログラム「Amber」
計算化学ソフトウェア「AMBER」
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Amberは、カリフォルニア大学のコールマン教授らのグループによって生体分子のために開発された、モデリングおよび分子力学と動力学計算シミュレーションプログラムのパッケージです。 溶媒水分子の配置や電荷のフィッティングを行なうビルダーモジュールなどのプログラムが多数用意されています。また、NMRリファインメントを実行したり、解析ツールを用いて動力学計算のトラジェクトリー解析を行ったりできます。Amberは独自の有用性の高いパラメーターを持ち、近年このプログラムを用いた論文が多数報告されています。
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分子力学・動力学計算シミュレーション「Amber」推奨モデル
「Amber」動作推奨モデル
Ubuntu 18.04 LTS インストール代行
[2 基] インテル® Xeon® Silver 4214R プロセッサー（12 コア / 2.4GHz）
128GB（16GB x8）DDR4-2933 Registered-ECC
480GB 高耐久 SSD ＋ 2TB 高耐久 HDD
NVIDIA® Quadro® P620 2GB-GDDR5（PCI Express Gen3（x16）
販売価格 850,630 円（税込）
※ 本製品には「AMBER」は含まれておりません。「AMBER」の価格については、営業担当までお問い合わせください。
お問い合わせ、ご相談は
こちらの専用窓口まで
西日本:06-6838-4123
東日本:03-5280-9255
AMBERの主なプログラム
●sander
分子動力学計算を行うメインプログラムです。NMRのNOE測定から得られる距離拘束、ねじれ角拘束、化学シフトとNOESY強度などから得られるペナルティ関数を基にしたNMR構造の精密化が可能です。●pmemd
sanderの計算速度を大幅に改良したものです。並列化効率も大きく向上しています。 Amberに含まれており、Xeon PhiやGPUがサポートされています。●LEaP, parmed
基本的なモデルを構築し、動力学計算用の座標及びトポロジー入力ファイルを作成する機能を持ちます。簡単な分子エディターを内蔵し、新しい残基を作成・操作できます。●NAB/sff
分子構造を操作し、分子力場計算やDistance Geometryを基としたモデリングを行えます。一般化Born、ポアソンボルツマン、3D-RISM仮想溶媒モデルを扱えます。●antechamber
一般有機分子の力場パラメーターセットの作成プロセスを自動化します。通常、PDB形式の構造ファイルから始めて、LEaPで読み込めるファイルを作成します。出力されるパラメーターは、タンパク質や核酸用のものと同時に使用できるようにデザインされていますので、それらを組み合わせたシミュレーションが可能になります。●gem.pmemd
高度な力場を使用するためのツールです。●mdgx
主にパラメーターフィッティングにより、Amber分子動力学の限界を押し広げるためのプログラムです。カスタマイズ可能な仮想サイトと実溶媒MDも可能です。●MCPB
金属中心を含む力場を作成するために利用します。●cpptraj, pytraj
MDトラジェクトリーを解析し、様々な計算を行えます。基準構造からのRMS偏差の計算、水素結合の解析、時間相関関数、動径分布解析など多数の解析が行えます。●MMPBSA.py
MDトラジェクトリーの後処理を自動化するスクリプトで、連続体溶媒モデルでのエネルギー解析を行えます。エネルギーを別々の残基からのエネルギー断片に分解したり、コンフォメーション間の自由エネルギー差を見積れたりできます。
Amber22, AmberTools22の主な新機能（2022年4月）
■Amber22
〇ソフトコアポテンシャルを用いたアルケミカル自由エネルギー計算の拡張〇ラムダスケジューリングオプションの拡張
〇SHAKE法を「TI」で使用する機能
〇REST2的レプリカ交換サンプリングの強化
〇Gaussian accelerated MD (PPI-GaMD) を用いたタンパク質間相互作用
〇セルフガイドランジュバン動力学法を、運動量と力の両方のガイド因子を用いるように修正し、Canonicalアンサンブルへの接続も行うようにした
〇Kernel Modified MDによる、学習設定に基づいた力場のオンザフライ更新が可能に
〇pmemdとmdgxでより多くのタイプの「extra points」をサポート。
■AmberTools22
〇力場パラメーターの新規追加および更新・Lipid21：脂質用パラメーターのメジャーアップデート
・分極性水モデルOPC3-pol
・フッ素化アミノ酸の新しいパラメーター
〇Quick：Hartree-Fock および DFT 電子構造計算のためのプログラム。 GPUもサポート。Quick は QM/MM シミュレーション用にsander と統合されており、 AmberTools22 では大幅な性能向上、新しい構造最適化ルーチン、スピン非制限計算のサポートが含まれています。
〇3D-RISM：周期境界をサポートし、開境界の性能とスケーリングが改善されました。
〇cpptraj：GISTの改良、新しいクラスター解析、糖鎖をサポートした 「prepareforleap」スクリプトなどの変更
〇PyRESPプログラムは、additiveとpolariableの両方の力場に対するRESPフィッティングをサポートします。
〇Amber pGM分極力場用の新しい定圧プロトコルが追加されました。
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【NMRリファインメント】
・NMRのNOEやJ-カップリングの測定から得られる距離やねじれ角の情報を基に、シミュレーション中に拘束を加えた上で構造最適化や分子動力学計算を行うことができます。
【QM/MM/MD】
・量子力学計算と分子力場計算を組み合わせたQM/MM法を、効率的に精度よく実行できます。内蔵のQM計算では、半経験的手法、ab-initio、DFTなどが利用できます。また、外部プログラム（Gaussian等）と組み合わせる事による、QM/MM計算も可能です。 -
【NEB (Nudged Elastic Band) 法】
・ポテンシャル・エネルギー表面上で、コンフォメーション変化の道筋を複数の構造でたどり、エネルギー変化の様子を見積もります。パス上の各構造間はポテンシャルで結ばれ、ある程度の距離を保つように設定されます。そのため、Elastic Band（ゴムバンド）法と名付けられています。-
【脂質二重膜】
・脂質のパラメーターを用いて、膜のシミュレーションを行う事が可能です。タンパク質のパラメーターを併用する事により、膜中にタンパク質が埋め込まれた構造もシミュレートできます。
【アンブレラ・サンプリング】
・ある特定の反応座標に沿って複数の位置を定め、それぞれ別々にある狭い範囲内をサンプリングし最後に組み合わせる事によって、自由エネルギー変化の様子を求める手法です。遷移状態、中間体の探索などに有効です。 -
【定pHシミュレーション】
・溶媒のpHはタンパク質中の非中性側鎖に影響を及ぼし、タンパク質自体の機能や構造に大きな影響を与えます。この手法は、分子動力学とモンテカルロ法を組み合わせ、分子内の様々な側鎖のプロトン化の状態やコンフォメーションをサンプリングします。-
【MM-PBSA】
・分子力場とポアソン・ボルツマンあるいは一般化ボルン溶媒接触表面の手法を組み合わせ、２状態間の自由エネルギー差を求める手法です。レセプターとリガンドの結合自由エネルギーの算出等に用いられています。
【TI (Thermodynamic Integration) 法】
・状態Aと状態Bの自由エネルギーをパラメーターλを使ってカップリングさせることにより、自由エネルギー差を算出する手法です。異なるリガンドがタンパク質に結合する際の結合自由エネルギー差を推算する際に用いられています。 -
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HPC 製品 導入実績一覧
※敬称略、順不同
| 琉球大学 | 国立沖縄工業高等専門学校 | 名桜大学 | 沖縄科学技術大学院大学 | 沖縄国際大学 |
| 宮崎大学 | 宮崎公立大学 | 鹿児島大学 | 第一工業大学 | 鹿児島県立短期大学 |
| 鹿児島工業高等専門学校 | 鹿児島国際大学 | 鹿屋体育大学 | 長崎大学 | 国立佐世保工業高等専門学校 |
| 長崎県立大学 | 大分大学 | 日本文理大学 | 大分県立科学大学 | 大分工業高等専門学校 |
| 大分県立芸術文化短期大学 | 熊本大学 | 熊本県立大学 | 国立八代工業高等専門学校 | 国立熊本工業高等専門学校 |
| 九州看護福祉大学 | 九州大学 | 佐賀大学 | 福岡教育大学 | 福岡女子大学 |
| 佐賀大学 | 国立久留米工業高等専門学校 | 福岡県立大学 | 福岡大学 | 福岡工業大学 |
| 久留米工業大学 | 久留米大学 | 福岡歯科大学 | 九州産業大学 | 近畿大学（福岡キャンパス） |
| 国立有明工業高等専門学校 | 日本経済大学 | 九州工業大学 | 北九州市立大学 | 産業医科大学 |
| 九州歯科大学 | 国立北九州工業高等専門学校 | 西日本工業大学 | 早稲田大学（北九州キャンパス） | 山口大学 |
| 山口東京理科大学 | 山口県立大学 | 国立大島商船高等専門学校 | 国立宇部工業高等専門学校 | 島根大学 |
| 国立松江工業高等専門学校 | 鳥取大学 | 広島大学 | 県立広島大学 | 広島工業大学 |
| 広島市立大学 | 近畿大学（広島キャンパス） | 呉高専 | 広島修道大学 | 尾道市立大学 |
| 広島文化学園大学 | 岡山大学 | 岡山理科大学 | 倉敷芸術科学大学 | 岡山県立大学 |
| 川崎医療大学 | ノートルダム清心女子大学 | 岡山商科大学 | 吉備国際大学 | 川崎医療福祉大学 |
| 就実大学 | 愛媛大学 | 愛媛県立医療技術大学 | 岡山理科大学（今治キャンパス） | 国立新居浜工業高等専門学校 |
| 国立弓削商船高等専門学校 | 香川大学 | 国立香川工業高等専門学校 | 徳島大学 | 阿南工業高等専門学校 |
| 鳴門教育大学 | 高知大学 | 高知工科大学 | 国立高知工業高等専門学校 | 高知県立大学 |
| 神戸大学 | 兵庫教育大学 | 兵庫県立大学 | 関西学院大学 | 甲南大学 |
| 神戸学院大学 | 国立明石工業高等専門学校 | 大阪大学 | 大阪教育大学 | 大阪市立大学 |
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| 近畿大学（本学） | 大阪国際大学 | 摂南大学 | 大阪薬科大学 | 大阪医科大学 |
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| 奈良教育大学 | 奈良県立医科大学 | 国立奈良工業高等専門学校 | 和歌山大学 | 国立和歌山工業高等専門学校 |
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| 京都産業大学 | 立命館大学 | 京都先端科学大学 | 京都女子大学 | 京都橘大学 |
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| 愛知工業大学 | 中京大学 | 豊田工業大学 | 南山大学 | 中部大学 |
| 愛知教育大学 | 名古屋市立大学 | 愛知医科大学 | 愛知学院大学 | 大同学園 |
| 静岡大学 | 浜松医科大学 | 静岡県立大学 | 静岡文化芸術大学 | 国立遺伝学研究所 |
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| 山梨学院大学 | 都留文科大学 | 福井大学 | 金沢大学 | 石川県立大学 |
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| 埼玉工業大学 | ものつくり大学 | 群馬大学 | 国立群馬工業高等専門学校 | 宇都宮大学 |
| 自治医科大学 | 国立小山工業高等専門学校 | 筑波大学 | 茨城大学 | 筑波技術大学 |
| 茨城工業高等専門学校 | 高エネルギー加速器研究機構 | 物質材料研究機構 | 国立環境研究所 | 建築研究所 |
| 理化学研究所 | 土木研究所 | 産業技術総合研究所 | 会津大学 | 福島県立医科大学 |
| 国立福島工業高等専門学校 | 山形大学 | 秋田大学 | 秋田県立大学 | 東北大学 |
| 宮城大学 | 宮城教育大学 | 東北工業大学 | 岩手大学 | 岩手県立大学 |
| 一関工業高等専門学校 | 岩手医科大学 | 弘前大学 | 国立八戸工業高等専門学校 | 北海道大学 |
| 公立はこだて未来大学 | 小樽商科大学 | 帯広畜産大学 | 北見工業大学 | 国立釧路工業高等専門学校 |
| 札幌医科大学 | 国立苫小牧工業高等専門学校 | 国立函館工業高等専門学校 |
