JP2003256668A

JP2003256668A - 分子構造情報提供システム

Info

Publication number: JP2003256668A
Application number: JP2002051749A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Goto; 仁志後藤; Kazuo Ota; 一男大田
Original assignee: CONFLEX KK
Current assignee: CONFLEX KK
Priority date: 2002-02-27
Filing date: 2002-02-27
Publication date: 2003-09-12

Abstract

(57)【要約】【課題】簡便、迅速、低コスト、かつセキュリティ面に
おいて安全に分子構造の情報が得られる分子構造情報提
供システムを提供する。【解決手段】通信ネットワークを介して端末機から入力
された分子構造に関する情報提供の依頼情報を受信する
手段と、前記受信した依頼情報に基づいて分子構造に関
する情報を得るための所定の計算を行う手段と、前記計
算により得られた分子構造に関する情報を前記通信ネッ
トワークを介して前記端末機に送信する手段とを有する
分子構造情報提供システム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、通信ネートワーク
を介して依頼者（クライアント）からの依頼を受けて、
分子構造に関する所定の情報をコンピュータによって迅
速に計算し、得られた計算結果をクライアントに提供す
る分子構造情報提供システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から分子構造に関する情報を処理す
るシステムとして、パーソナルコンピュータ（以下、パ
ソコンまたは単にＰＣと略す）により、ＧＵＩ（Ｇｒａ
ｐｈｙｃａｌＵｓｅｒＩｎｔｅｒｆａｃｅ）、ＣＵ
Ｉ（ＣｈａｒａｃｔｅｒＵｓｅｒＩｎｔｅｒｆａｃ
ｅ）等のインターフェイスを利用して、簡単な分子構造
の計算ができるようにしたものが知られている。また、
特願平９−５３３８００号公報に記載されているよう
に、化学構造の分子モデルを作成するコンピュータプロ
グラムも知られている。なお、本発明において、分子構
造に関する情報処理とは、コンピュータプログラムによ
り、分子の最適コンフォメーション（配座）、原子間距
離、結合角、当該分子のＩＲスペクトルを予測するため
の計算、及びこれらのデータ変換等を行うことをいう。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、タンパク質
やＤＮＡ、ＲＮＡといった高分子の立体構造の解析を行
うには高い処理能力を有するコンピュータが必要とな
る。また、このような解析には、ＰＣより極めて高速に
演算が可能なスーパーコンピュータ（ＳＣ）やＬＡＮ
（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）を経由する
サーバ等を用いるワークステーション（ＷＳ）で行う必
要がある。しかしながら、これらのＳＣやＷＳを購入
し、維持するには多大な設備投資が必要である。また、
それらを使用するには熟練した技能を必要とし、またデ
ータベースも必要であることから手軽に扱えるものでは
ない。

【０００４】また、分子の立体配座や分子振動等の分子
構造に関する情報をコンピュータを用いて計算するには
専用のソフトウェアが必要であり、このようなソフトウ
エアは高価な上、データ入力が煩雑で、計算には長時間
を要する場合が多い。また、計算結果から希望する情報
のみを抽出したり、得られた計算結果を解析するなどの
作業には高度な専門知識が必要である。

【０００５】従って、複雑な分子の最適安定化構造、ス
ペクトル予測等の分子構造情報の提供を、簡便な操作に
より、低廉に、かつ安全に行うことができる分子構造情
報提供システムの開発が期待されていた。特に大学や企
業の研究者にとっては、自分の研究室において、簡便な
操作、かつセキュリティ面において安全に、いつでも自
分の所望する分子構造情報の提供を受けることができる
分子構造情報提供システムが要望されていた。

【０００６】本発明はかかる実状に鑑みてなされたもの
であり、その目的は簡便、迅速、低コスト、かつセキュ
リティ面において安全に分子構造の情報が得られる分子
構造情報提供システムを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かくして本発明によれ
ば、通信ネットワークを介して端末機から入力された分
子構造に関する情報提供の依頼情報を受信する手段と、
前記受信した依頼情報に基づいて分子構造に関する情報
を得るための所定の計算を行う手段と、前記計算により
得られた分子構造に関する情報を前記通信ネットワーク
を介して前記端末機に送信する手段とを有する分子構造
情報提供システムが提供される。

【０００８】本発明の情報提供システムによれば、好適
には、前記受信した分子構造に関する情報提供の依頼情
報を記憶する手段をさらに有し、また、前記計算により
得られた分子構造に関する情報を記憶する手段をさらに
有する。

【０００９】本発明の情報提供システムによれば、好適
には、前記通信ネットワークとしてインターネットを用
いる。本発明の情報提供システムによれば、好適には、
通信ネットワークを介してＷｅｂブラウザによって、端
末機から前記依頼情報又は計算により得られた分子構造
に関する情報を入力又は閲覧可能ならしめる手段を有す
る。

【００１０】本発明の情報提供システムによれば、好適
には、前記依頼情報又は計算により得られた分子構造に
関する情報を、前記端末機の画面に図象化して表示させ
る手段をさらに有し、また、前記端末機の画面上に分子
の３次元構造を図象化して表示するように、該端末機に
分子の３次元構造を示す画像を表示する命令を出力する
手段を有する。

【００１１】本発明の情報提供システムによれば、好適
には、前記依頼情報が所定の条件を具備していない場合
には、前記端末機に所定の条件を具備していないことを
表示させる手段をさらに有する。本発明の情報提供シス
テムによれば、好適には、前記計算により得られた分子
構造に関する情報を、前記端末機の画面上に複数に分割
したウィンドウ内に所定方向からの分子投影図を表示さ
せる手段を有する。

【００１２】本発明の情報提供システムによれば、好適
には、通信ネットワークを介して前記端末機から前記依
頼情報又は計算により得られた分子構造に関する情報を
所定の形式に変換して前記端末機に送信する手段を有す
る。本発明の情報提供システムによれば、好適には、所
定の端末機以外の端末機に前記依頼情報又は計算により
得られた分子構造に関する情報が送信されるのを防止す
る手段をさらに有する。

【００１３】本発明の情報提供システムによれば、好適
には、前記分子構造に関する情報の提供の依頼情報を受
信すると、依頼者に対して固有のＩＤを付与する手段を
さらに有する。本発明の情報提供システムによれば、好
適には、通信ネットワークを介して前記端末機から前記
蓄積された依頼情報又は分子構造に関する情報を要求す
る場合、依頼者と前記付与されたＩＤを照合し、所定の
条件を具備している場合のみ、前記蓄積された依頼に関
する情報又は分子構造に関する情報を該依頼者側の端末
機に送信する手段を有する。

【００１４】本発明の情報提供システムによれば、好適
には、前記受信した依頼情報に基づいて分子構造情報を
得るための所定の計算を行う手段は、分子の立体配座又
は振動状態を計算するコンピュータプログラムを搭載し
てなる。さらに、前記分子構造を得るための所定の計算
を行う手段として、複数の処理装置がハブを介して接続
されてなる並列処理システムを有する。

【００１５】本発明の情報提供システムによれば、好適
には、前記端末機と前記計算を行う手段との間で、暗号
化した情報送受信する。本発明の情報提供システムによ
れば、好適には、前記端末機に表示された分子構造の３
次元画像データにおいて、マウスのボタン操作に応じ
て、マウスのポインタによって指示された原子（結合）
の所定の情報が画面に表示される。

【００１６】また、本発明の情報提供システムによれ
ば、好適には、前記端末機に表示された分子構造の３次
元画像データにおいて、マウスのボタン操作に応じて、
画面に表示されている分子の立体構造が回転する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の分子構造情報提供
システムの各実施形態について図面を参照しながら説明
する。

【００１８】第１実施形態図１は、本発明の係る分子構造情報提供システムの第１
実施形態の概要を示すブロック図である。図１に示すよ
うに、本実施形態の分子構造情報提供システムは、通信
ネットワーク１０２に接続される端末機１００と、通信
ネットワーク１０２を介して端末機１００から入力され
た分子構造に関する情報提供の依頼情報を受信し、受信
した依頼情報に基づいて所望の分子構造を得るために計
算を行い、計算により得られた分子構造に関する情報
を、通信ネットワーク１０２を介して前記端末機１００
に送信する情報提供サーバ１０３とを含む。

【００１９】端末機１００は、マウス、キーボード、タ
ッチパッド及び音声認識システム等のユーザインタフェ
ースを備え、これらのユーザインタフェースを利用して
個人情報、または分子構造に関する情報を入力する。さ
らに、端末機１００は、モデム（又はＲＳ−２３２Ｃケ
ーブル）、ＤＳＵ（ＤｉｇｉｔａｌＳｅｒｖｉｃｅＵ
ｎｉｔ）内蔵ＴＡ(ＴｅｒｍｉｎａｌＡｄａｐｔｏ
ｒ)、又はＤＳＵとＤＳＵに接続されるＴＡ等の周辺機
器を介して通信ネットワーク１０２に接続されている。

【００２０】また、端末機１００は、入力操作の簡便性
や分子の立体構造等の視覚による把握容易性等の観点か
ら、画像情報を表示可能な画面及び画像表示用ソフトウ
ェアを有しているのが好ましい。このような端末機とし
ては、例えば、通信手段を搭載したパソコン、ワークス
テーション等が挙げられる。

【００２１】端末機１００から情報提供サーバ１０３に
送信される分子構造に関する情報の依頼情報としては、
依頼者を特定するための依頼者個人情報のほかに、依頼
者がどのような分子に関する情報を得たいか等の依頼す
る分子を特定する情報、また、その分子についてどのよ
うな情報が得たいのか等の依頼の具体的内容等が挙げら
れる。

【００２２】依頼する分子を特定する情報としては、具
体的には、ＩＵＰＡＣ（国際純正および応用化学連合）
の規定による化合物名、略称、俗称等の分子の名称、ま
たは、化学式、構造式等の記号表現による情報、さら
に、分子量、分子サイズ、生成熱等分子の固有の値、性
質等が挙げられる。

【００２３】さらに、入力方法は、端末機に情報を入力
できる方法であれば特に制限はなく、例えば、キーボー
ド、マウス、タッチパッド、音声認識等による方法が挙
げられる。また、端末機が、インターネットに接続され
ている場合は、Ｗｅｂページを閲覧できるＷｅｂブラウ
ザを搭載しているのが好ましい。

【００２４】通信ネットワーク１０２は、アナログ電話
回線、ディジタル通信回線、例えばＩＳＤＮ通信網、ま
たは、ＬＡＮ、ＷＡＮ（ＷｉｄｅＡｒｅａＮｅｔｗ
ｏｒｋ）等の通信ネットワーク、さらに、これらのネッ
トワークの組み合わせによって構成することができる。
一般的に、通信ネットワークは広域通信網であるインタ
ーネットを利用することが好ましい。また、インターネ
ットを利用する場合には、例えば、ワールド・ワイド・
ウェブ（ＷＷＷ）や電子メール等の通信サービスを利用
することもできる。

【００２５】情報提供サーバ１０３は、例えば、ワーク
ステーションによって構成され、端末機１００の分子構
造に関する情報提供の依頼を通信ネットワーク１０２を
介して受信し、受信した情報に基づき、利用者の認証情
報に基づき利用者の身分を確認し、所定の条件を満足し
た利用者の情報提供の依頼を受け付け、当該利用者の端
末機１００から送信されてきた分子構造に関する情報に
基づき、所望の分子構造を得るための計算を行い、計算
結果を通信ネットワーク１０２を介して端末機１００に
送信する。また、情報提供サーバ１０３は、提供した計
算サービスに対して利用者から相当の代金を受け取るた
めの課金処理も行う。

【００２６】なお、本実施形態の分子構造情報提供シス
テムにおいて、安全性を確保するために端末機１００と
情報提供サーブ１０３との間で、通信ネットワーク１０
２を経由で暗号化した情報、例えば、利用者の識別情
報、依頼情報または分子構造に関するファイルを転送す
ることも可能である。

【００２７】次に、図２を参照しながら、情報提供サー
バ１０３の一構成例について説明する。図示のように、
情報提供サーバ１０３は、データベース２１１、計算部
２１２、制御部２１３及びネットワークインタフェース
２１４によって構成されている。以下、情報提供サーバ
１０３の各構成部分について説明する。

【００２８】データベース２１１には、利用者の個人情
報と、分子構造を計算するための計算情報、例えば分子
の配座情報などが記憶されている。利用者個人情報は、
利用者を識別するための利用者ＩＤ、利用者を認証する
ための暗証番号（パスワード）、利用者氏名、名称、住
所または居所など利用者を特定するための情報、さら
に、利用者に対する課金を行うための課金情報、利用者
に分子構造に関する計算結果を送信するためのメールア
ドレスなどの情報が含まれている。

【００２９】なお、利用者個人情報は、利用者が情報提
供サーバ１０３のサービスを利用する前にあらかじめ行
われる利用者登録によって提示した利用者特定するため
の情報であり、情報提供サーバ１０３によって作成さ
れ、データベース化したものである。

【００３０】この利用者登録は、例えば、利用者が書面
を以って情報提供サーバ１０３の管理者側に申し込みを
行うか、または、端末機１００を用いて情報提供サーバ
１０３にアクセスし、情報提供サーバ１０３から利用者
登録を行うための登録フォームなどの情報を受け取り、
さらに端末機１００を用いて、登録フォームに従って必
要な情報を入力し、情報提供サーバ１０３に送信するこ
とによってもできる。

【００３１】情報提供サーバ１０３は、利用者からの申
し込みを受け付けると、利用者から入力した情報を確認
し、所定の条件を満たした申し込み者に対して、利用者
ＩＤ及び初期のパスワードを発行し、利用者に送信す
る。以降、利用者は、自分の利用者ＩＤ及びパスワード
を用いて、情報提供サーバ１０３にアクセスし、認証を
受けてから、依頼情報を送信し、または分子構造に関す
る情報の計算結果を閲覧する。個人情報に含まれる課金
情報には、利用者の利用代金の支払い方法に関する情
報、例えば、銀行口座から利用代金を引き落とすための
口座番号、クレジットカードで支払う場合のクレジット
カード番号などの情報が含まれる。

【００３２】計算部２１２は、利用者の端末機１００か
ら受信した分子構造に関する情報に基づき、所望の分子
構造を求めるための演算処理を行う。なお、分子構造を
求めるために、データベース２１１に含まれる計算情報
を取り入れて演算を行う。

【００３３】制御部２１３は、情報提供サーバ１０３の
各部分を制御する。例えば、制御部２１３は、ネットワ
ークインタフェース２１４から受信した情報に基づき、
端末機１００の利用者に対して認証を行い、登録された
利用者の情報提供依頼のみを受け付ける。また、入力し
た情報に基づき、分子構造を求めるために十分な情報を
得たかどうかについて確認し、情報が不足したとき、端
末機１００に対して情報の追加を求めるなどの制御を行
う。端末機１００から受信した情報が十分なとき、計算
部２１２に対して分子構造を求めるための計算を実行さ
せる。さらに計算結果を記憶し、またネットワークイン
タフェース２１４を介して端末機１００に送信するなど
の制御を行う。

【００３４】ネットワークインタフェース２１４は、通
信ネットワーク１０２を介してデータの送受信を行う。
例えば、ネットワークインタフェース２１４は端末機１
００から送信された情報を受け取り、制御部２１３に送
り、または制御部２１３から送信情報を受け取り、通信
ネットワーク１０２を介して端末機１００に送信する。

【００３５】上述したように構成された情報提供サーバ
１０３において、通信ネットワーク１０２を介して端末
機１００からの分子構造に関する情報の提供依頼を受け
ると、まず、受信した利用者ＩＤ及びパスワードを用い
て認証を行い、正式に登録した利用者と認めたとき、そ
の端末機１００から受信した分子構造に関する依頼情報
に基づき、さらにデータベース２１１の計算情報を参照
し、所望の分子構造を計算し、計算結果をネットワーク
インタフェース２１４を介して端末機１００に送信す
る。

【００３６】ここで、利用者の端末機１００から送信さ
れてくる依頼情報には、化合物名、略称、俗称などの分
子名称、化学式、構造式などの記号、さらに分子量、分
子サイズなどの情報を含む。また、計算結果の分子構造
に関する情報としては、分子量、分子サイズ、分子式、
化学式、構造式、立体配座、振動状態、生成熱、電子配
置の状態、電子密度、部分電荷、結合次数、双極子モー
メント、分子軌道エネルギー、イオン化ポテンシャル、
静電ポテンシャル等の分子の性質に関する情報、紫外可
視吸収スペクトル、光電子スペクトル、振動スペクトル
（ＩＲ）等のスペクトル情報、分子力学計算での最適化
構造、分子軌道計算での最適化構造等の分子の最適化構
造に関する情報、さらに、立体障害、軌道相互作用、静
電相互作用等の反応性に関する情報などが含まれる。こ
れらの情報の中でも、分子構造に関する情報としては、
立体配座、振動状態の分子の性質に関する情報が好まし
い。

【００３７】本実施形態の分子構造情報提供システムに
おいて、情報提供サーバ１０３は、端末機１００から送
られてきた依頼情報に基づき、分子構造に関する情報を
計算する。計算内容、計算方法などは、利用者が分子構
造に関してどのような情報を希望しているかによって異
なる。ここで、情報提供サーバ１０３は、主に分子構造
の立体配座解析を行い、分子構造の立体配座、振動状態
などの性質に関する情報を求める。

【００３８】また、計算を行うためのコンピュータプロ
グラムとしては、分子構造に関して情報が得られる公知
のものを採用することができる。例えば、分子力場法
（ＭＭ）、ＭＭ２、ＭＭ３、ＡＭＢＥＲ、ＭＭＭＦ等や
分子軌道法（ＭＯＰＡＣ）に基づいたコンピュータプロ
グラム等が挙げられる。

【００３９】分子構造の立体配座解析のために有効な方
法の一つは、数多くの配座構造のうち、化学的な意味が
あり、かつ分子力場ポテンシャル空間の低エネルギー領
域においてもっとも低いエネルギーを持つエネルギー極
小点、即ち配座異性体を優先的に発生する方法である。

【００４０】本実施形態の分子構造情報提供システムに
おいて、配座空間探索法（Ｃｏｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａ
ｌＳｐａｃｅＳｅａｒｃｈＭｅｔｈｏｄ）と呼ば
れる計算化学の分野において、主に有機化合物の立体配
座解析を行うＣＯＮＦＬＥＸと呼ばれるプログラムを用
いて分子構造の立体配座構造解析を行う。

【００４１】上述したように、立体配座解析によって分
子構造に関する情報を計算するには、膨大な量の演算を
行う必要がある。特に分子量が大きくなるに連れて、演
算量が飛躍的に増加し、一台のワークステーションによ
ってこの計算を迅速に実行することができなくなる。こ
のため、複数台のパソコンまたはワークステーションを
用いた並列処理で分子構造の立体配座探索を行うことに
よって、高速な立体配座解析を実現できる。以下、並列
処理による分子構造解析処理について、本発明の第２の
実施形態を用いて説明する。

【００４２】第２実施形態図３は、本発明に係る分子構造情報提供システムの第２
の実施形態を示す構成図である。図３に示すように、本
実施形態の分子構造情報提供システムは、端末機１０
０、情報提供サーバ１０３、ハブ１０５及び複数台のワ
ークステーション１０７によって構成されている。

【００４３】端末機１００は、上述した本発明の第１実
施形態における端末機１００と同じく、利用者によって
所有されているパソコンまたはワークステーションによ
って構成され、利用者の個人情報及び分子構造に関する
情報提供の依頼情報を通信ネットワーク１０２を介して
情報提供サーバ１０３に送信するとともに、情報提供サ
ーバ１０３から分子構造に関する情報を受信し、受信し
た情報に基づき分子の立体構造を画面に表示したり、ま
た、受信した情報を内部の記憶装置に記憶し、利用者の
要求に応じて出力する。

【００４４】情報提供サーバ１０３は、通信ネットワー
ク１０２を介して端末機１００からの情報提供の依頼情
報を受け付け、依頼の内容に基づき、分子構造に関する
計算を行い、計算結果を通信ネットワーク１０２を介し
て端末機１００に送信する。また、端末機１００からの
依頼内容に応じて、大規模な分子構造解析を行う必要が
ある場合、ハブ１０５を介して各ワークステーション１
０７に分子構造解析に必要な情報を提供し、すべてのワ
ークステーション、またはそのうちの数台に対して並列
演算処理を実施するための制御を行う。

【００４５】それぞれのワークステーション１０７が指
示された計算を実行し、計算結果をハブ１０５を介して
情報提供サーバ１０３に送出するので、情報提供サーバ
１０３は、それぞれのワークステーションの計算結果を
まとめ、最終的な計算結果を求めて、通信ネットワーク
１０２を介して端末機１００に送信する。そして、情報
提供サーバ１０３は、利用者に提供した計算サービスに
対して代金を徴収する課金処理を行う。課金処理は、利
用者が予め登録した課金方法で行う。なお、代金の金額
は、計算の内容に応じて決まる。例えば、計算を行った
分子量、またはＣＰＵが計算に費やした時間に応じて金
額が算出される。また、複数台のワークステーション１
０７によって並列演算を行った場合、各ワークステーシ
ョンの合計ＣＰＵ時間と情報提供サーバ１０３のＣＰＵ
時間との合計値に基づいて、代金金額が算出される。

【００４６】ハブ１０５は、情報提供サーバ１０３と複
数台のワークステーション１０７との間に設けられ、情
報提供サーバ１０３をワークステーション１０７との間
で情報の授受を行う。

【００４７】ワークステーション１０７は、図示のよう
に複数台が設けられ、ハブ１０５を介して情報提供サー
バ１０３に並列に接続されている。ワークステーション
１０７は、分子構造に関するデータを高速に処理し、分
子構造の立体配座探索を行う演算処理を行う。また、分
子構造を解析するために必要なデータを格納しているデ
ータベースを備えている。

【００４８】図３に示す構成例では、ハブ１０５は６個
のポートを有し、そのうちの５個のポートにはケーブル
１０６を介して並列に一台ずつワークステーション１０
７が接続され、残り１個のポートにはケーブル１０６を
介して情報提供サーバ１０３が接続される。ケーブル１
０６としては、ツイストペアケーブル、同軸ケーブル、
光ファイバケーブル等が挙げられる。

【００４９】図４は、情報提供サーバ１０３及びワーク
ステーション１０７の構成についてさらに詳しく示した
図である。以下、図４を参照しつつ、情報提供サーバ１
０３及びワークステーション１０７の各構成部分につい
て説明する。

【００５０】図４に示すように、情報提供サーバ１０３
には、管理部２１０とデータベース２１１が含まれてい
る。なお、図４において、情報提供サーバ１０３と通信
ネットワーク１０２との間で情報の送受信を行うネット
ワークインタフェースが省略されている。また、情報提
供サーバ１０３が自ら分子構造に関する演算処理を行う
場合、管理部２１０とデータベース２１１のほかに、計
算部が必要である。図４においてこの計算部が省略され
ている。

【００５１】ワークステーション１０７は、図示のよう
に処理部２１５とデータベース２０９によって構成され
ている。処理部２１５は、図示しないハブ１０５を介し
て、情報提供サーバ１０３の管理部２１０と接続されて
いる。

【００５２】図４に示すように、利用者の個人情報２０
０がデータベース化され、情報提供サーバ１０３のデー
タベース２１１に記憶されている。ここで、この個人情
報２００としては、利用者ＩＤ、パスワード等のセキュ
リティ情報２０２、依頼者の氏名、名称、住所又は居所
等の依頼者を特定する依頼者情報２０３、ＩＵＰＡＣに
よる化合物名、略称、俗称等の分子の名称、化学式、構
造式等の記号表現による記号表現情報２０４、分子量、
分子サイズ、生成熱等の分子の固有値、性質等の特性情
報２０５、ディスプレイで表示される分子構造の配置、
方向、大きさ、表示件数（分子構造を表示する件数）等
を変更するための処理情報２０６、メールアドレスなど
処理結果を電子メールで送信するためのメール情報２０
７、音量の大きさ、動画や静止画の表示等を変更するマ
ルチメディア情報２０８等が挙げられる。また、その
他、利用料金を支払うための銀行口座番号、クレジット
カード番号などを含む課金情報等も含まれている。

【００５３】依頼者情報２０３は、情報提供サーバ１０
３のデータベース２１１に利用者ＩＤ、パスワード等の
識別子として登録される。分子構造に関するデータは、
個人情報２００のうちの記号表現情報２０４、特性情報
２０５、処理情報２０６等からなり、情報提供サーバ１
０３によってデータに変換され、データベース２１１に
記憶される。

【００５４】情報提供サーバ１０３は、利用者の端末機
１００から入力された個人情報２００を受信し、データ
ベース化して記憶する。なお、端末機１００から送られ
てきた個人情報が暗号化された場合、情報提供サーバ１
０３は暗号化されたデータを復号し、復号した平文のデ
ータをデータベース化し、データベース２１１に記憶す
る。

【００５５】管理部２１０は、ワークステーション１０
７で高速処理して得られた分子構造に関する情報をファ
イル化して、分子構造ファイルを作成し、これをＳＳＬ
（ＳｅｃｕｒｅＳｏｃｋｅｔＬａｙｅｒ）を用い
て、図示しないネットワークインタフェースを通じて利
用者端末機１００に送信する。なお、ＳＳＬを用いた情
報の送受信によって安全性の向上が図られる。

【００５６】ここで、分子構造に関する情報としては、
分子量、分子サイズ、分子式、化学式、構造式、立体配
座、振動状態、生成熱、電子配置の状態、電子密度、部
分電荷、結合次数、双極子モーメント、分子軌道エネル
ギー、イオン化ポテンシャル、静電ポテンシャル等の分
子の性質に関する情報、紫外可視吸収スペクトル、光電
子スペクトル、振動スペクトル（ＩＲ）等のスペクトル
情報、分子力学計算での最適化構造、分子軌道計算での
最適化構造等の分子の最適化構造に関する情報、立体障
害、軌道相互作用、静電相互作用等の反応性に関する情
報が含まれる。これら中でも、分子構造に関する情報と
しては、立体配座、振動状態の分子の性質に関する情報
が好ましい。

【００５７】ワークステーション１０７は、情報提供サ
ーバ１０３からの指示に従って、また情報提供サーバ１
０３から入力された分子構造に関する情報、さらにデー
タベース２０９に登録された分子構造を計算するための
配座情報などのデータに基づき、分子構造に関する立体
配座解析を高速に処理し、処理した結果に基づき生成さ
れた処理ファイルを情報提供サーバ１０３に送信する。

【００５８】ここで、分子構造に関するデータは、数値
データだけでなく画像データ、例えば、分子の立体構造
を示す３次元画像データも含まれる。ワークステーショ
ン１０７は３次元画像データを高速に処理することがで
きるので、そのデータからなる分子立体構造を示す画像
ファイルを迅速に生成し、情報提供サーバ１０３送信す
ることができる。

【００５９】３次元画像データとしては、例えば、クラ
イアント（利用者）が要求した分子の最適化された３次
元立体構造を斜め方向から見た画像、該分子の主軸をＸ
軸とした場合のＸ、ＹあるいはＺ軸方向からの立体構造
の画像等が挙げられる。

【００６０】次に、本実施形態において分子構造に関す
る情報、即ち分子構造の立体配座情報の探索処理及びを
通信ネットワークを介して演算結果を閲覧する方法につ
いて説明する。

【００６１】図５は、分子構造に関する情報の演算処理
を示すフローチャートである。図５に示すように、先
ず、依頼者は依頼者情報２０３を情報提供サーバ１０３
に入力する（図中）。情報提供サーバ１０３におい
て、管理部２１０は依頼者情報２０３を所定の識別子に
変換する（ステップ３００）。さらに、管理部２１０は
変換された識別子及びデータベース２１１に格納されて
いる依頼者情報２０３に基づき、依頼者を確認し、正式
に登録された利用者と認めた場合、引き続き依頼情報を
受信する（ステップ３０１）。

【００６２】管理部２１０は、端末機１００から入力さ
れた依頼情報に基づき、分子構造に関する配座探索のた
めの初期データを作成し、ハブ１０５を介してワークス
テーション１０７に送信される（ステップ３０２）。

【００６３】次に、ワークステーション１０７は、依頼
情報に基づき、さらにデータベース２０９に登録された
計算情報に基づき、分子構造を計算するプログラム、例
えば、「ＣＯＮＦＬＥＸ」を起動し、分子構造の立体配
座を探索するための計算を行う（ステップ３０３）。こ
こで、複雑な処理を行う場合、複数台のワークステーシ
ョン１０７が同時に並列処理を行うので、高速な処理を
実現できる。

【００６４】本発明の分子構造情報提供システムにおい
て、分子構造の立体配座探索処理に用いられる分子計算
プログラムには特に制限はないが、例えば、力場、波動
方程式、ＤＦＴ（密度汎関数）等を用いた分子計算プロ
グラムが挙げられる。本実施形態においては、分子計算
プログラム「ＣＯＮＦＬＥＸ」を用いている。

【００６５】次に、端末機１００から入力される他の計
算情報が管理部２１０によって受信されると、管理部２
１０は、入力された計算情報をデータ変換してワークス
テーション１０７に送信する。そして、ワークステーシ
ョン１０７において、このデータに基づき、「ＣＯＮＦ
ＬＥＸ」を用いて演算処理を行う（ステップ３０５）。

【００６６】本発明においては、複数のワークステーシ
ョンを並列に接続して、同時に異なる演算処理を行うこ
とができる。一例として、１台のワークステーション１
０７での演算処理の時間と、４台のワークステーション
１０７での並列演算処理の時間とを比較した結果を図６
に示す。ここで、並列化効率は、

【００６７】

【数１】

【００６８】で表される。この式を用いると、図６に示
すように、ワークステーション１０７の数が多いほど実
行時間が短くなるが、並列化効率が低下する。また、図
７に示すように、処理ファイルはそれぞれ異なるファイ
ルであるので１台のワークステーションでは演算処理に
時間を要する。本発明の分子構造情報処理システムで
は、５台のワークステーション１０７で並列化処理する
ことにより、それぞれ異なる処理ファイルが連続して生
成され、情報提供サーバ１０３に送信することができ
る。したがって、情報提供サーバ１０３はきわめて短時
間で演算処理結果をクライアントに提示することが可能
となる。

【００６９】次いで、ワークステーション１０７の処理
部２１５は、演算処理した結果に基づいて生成した処理
ファイルを分子構造サイト２０１に送信する。さらに、
処理部２１５は処理ファイルを識別する計算完ＩＤを形
成し、データベース２０９は処理ファイルと計算完ＩＤ
を記憶し、処理部２１５は計算完ＩＤと生成ファイルを
情報提供サーバ１０３に送信する（ステップ３０８）。

【００７０】また、依頼者が分子構造の画像やデータの
変更を希望する場合（例えば、得られた分子に置換基を
変化又は追加したい場合、ある原子を異なる原子に置換
した分子についての分子構造情報を得たい場合、ディス
プレイ上に表示された分子構造をある回転軸で回転させ
た画像を得たい場合等）には、情報提供サーバ１０３に
処理情報２０６を入力すればよい（ステップ３０９）。

【００７１】さらに、ディスプレイに表示された画像、
データの表示位置等の変更を希望する場合（例えば、デ
ィスプレイ上の表示を４分割、あるいは８分割等して、
一度に多数の分子構造を表示させたい場合や、ディスプ
レイ上に８分割等して表示された分子構造の中の１つに
ついて、更に詳細な分子構造の情報を表示させたい場合
等）には、マルチメディア情報２０８を情報提供サーバ
１０３に入力すればよい（ステップ３１０）。

【００７２】情報提供サーバ１０３の管理部２１０は、
入力された処理情報２０６、マルチメディア情報２０８
をデータ変換し、前者は依頼者の要求に応じてステップ
３０５〜３０８を繰り返し、後者は管理部２１０で処理
され（ステップ３１１）、それらの処理結果がそれぞれ
情報提供サーバ１０３表示される（ステップ３１２）。
ここで、分子構造サイト２０１に計算完ＩＤを入力する
と、ワークステーション１０７の処理部２１５はデータ
ベース２０９から処理ファイルを読み込み、その処理フ
ァイルは情報提供サーバ１０３に送信される。したがっ
て、依頼者は計算完ＩＤを分子構造サイト２０１に入力
するだけで容易にその計算完ＩＤが付与された時点のデ
ータを閲覧することができる。

【００７３】本発明においては、情報提供サーバ１０３
に依頼者が分子構造に関する情報の提供の依頼をより容
易にするために、ディスプレイ上に所定のメニュー画面
を表示させ、このメニュー画面を用いて依頼者が情報提
供サーバ１０３からの情報入力を行うようにすることも
できる。例えば、依頼者がディスプレイ上に表示された
メニュー画面（例えば、ＩＤ入力欄、分子式入力欄、得
たい分子構造の情報の種類等のアイコンが表示されたメ
ニュー画面）を見ながら、自分の利用者ＩＤ、情報を得
たい分子に関するデータの種類等を入力することができ
る。さらに、ある分子構造の情報提供を受けた後、この
情報を情報提供サーバ１０３のデータベース２１１に保
存させておき、後日、この情報を取り出して、これを基
に更に詳細な分子構造の情報提供を要求することも可能
である。以上のようにすれば、依頼者がより簡易な操作
により所望の分子構造情報の提供を受けることができ
る。

【００７４】以上の説明においては、本実施の形態では
分子構造に関するデータを高速処理する高速処理サーバ
としてワークステーション１０７を用いているが、もち
ろん、スーパーコンピュータを用いればより高速な演算
処理を実現できる。このような高速処理サーバを用いる
ことでヒトゲノム等の分子の数百から数百万倍の大きさ
を持つ高分子の分子構造情報の処理も高速に実行でき
る。

【００７５】また、利用者の端末機１００には、情報提
供サーバ１０３から受信した分子構造情報、例えば、分
子の立体構造に関する画像ファイルを表示するために、
ウェブ・ブラウザのプログラムを備えた方がよい。ここ
で、ウェブ・ブラウザとしては、例えば、Ｍｉｃｒｏｓ
ｏｆｔ社製ＩｎｔｅｒｎｅｔＥｘｐｌｏｒｅｒ又はＮ
ｅｔｓｃａｐｅ社製ＮｅｔｓｃａｐｅＮａｖｉｇａｔ
ｏｒ等が挙げられる。また、端末機１００は情報提供サ
ーバ１０３によって提供された専用の分子立体構造表示
プログラムを取得して、それを用いて分子の立体構造を
表示することもできる。とくにこの専用プログラムを用
いることにより、さまざまな便利な機能を利用すること
ができ、より作業の効率化が図られる。

【００７６】専用の表示プログラムの便利な機能の一つ
は、最小限の操作によって利用者が必要とする情報を素
早く表示できるいわゆるワンアクション（ＯｎｅＡｃ
ｔｉｏｎ）操作機能である。この機能は、分子構造を解
析するために利用者がもっとも知りたい情報、例えば、
結合長、結合角、ねじれ角などを予め推定して、利用者
がポイント装置、例えばマウスを用いて表示画面を操作
する（クリックまたはドラッグ）場合、利用者が知りた
いであろうと推定した情報を素早く画面に表示する機能
である。

【００７７】例えば、マウスの操作位置に原子（結合）
が存在する場合には選択操作、存在しない場合には、視
点移動にそれぞれマウスボタンが割り当てられる。利用
者が原子（結合）を選択するということは、その原子
（結合）に関わる情報を得たいためと推定できるので、
一つの原子（結合）が選択された時点で、その原子（結
合）に関わる結合長、結合角及びねじれ角のデータを画
面に表示される。

【００７８】一方、マウスの操作位置に原子（結合）が
存在しない場合、所定の操作、例えばマウスの左ボタン
のドラッグ操作によって、画面上に表示された分子の立
体構造を回転させる。これによって、利用者が簡単な操
作で分子の立体構造をさまざまな視点から観察すること
ができる。

【００７９】また、同じくマウスの他のボタンを割り当
てることによって、ボタンのクリック及びドラッグ操作
によって、原子（結合）が選択された場合、その結合
長、結合角またはねじれ角を測定することができる。さ
らに選択された距離を結ぶことによって角度や２面角が
計測することができる。

【００８０】利用者は、このような専用の表示プログラ
ムを用いることによって、自分の端末機１００を用い
て、分子構造の立体構造に関するデータファイルを開
き、画面に表示された分子の立体構造図において、簡単
な操作によって所望の情報を迅速に取り出すことがで
き、操作が簡単になり、作業効率の向上が図られる。

【００８１】

【発明の効果】本発明の分子構造情報提供システムによ
れば、分子構造に関するデータを迅速に処理し分子構造
情報提供サーバに送信されるので、分子構造に関する情
報、主に高分子構造に関する情報を、低コストで、簡易
に分子構造サイトから閲覧可能となる。また、そのサイ
トから迅速に高分子構造の３次元画像の閲覧も可能とな
る。さらに、処理サーバに登録されている識別子を有す
るクライアントを特定できるので、迅速に分子構造に関
する情報を依頼者に提供でき、また、セキュリティ機能
も備えている。また、本発明よれば、複数のワークステ
ーションを用いた並列処理で分子の配座探索を行うこと
により、高速な処理を実現でき、さらに各ワークステー
ションの生成ファイルが情報提供サーバに連続的に送信
されているので、時間的ロスがなく、分子構造に関する
情報を低コストで、かつ迅速に情報提供サーバから閲覧
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る分子構造情報提供システ
ムの第１の実施形態を示すブロック図である。

【図２】図２は、本実施形態の分子構造情報提供システ
ムにおける情報提供サーバの構成を示すブロック図であ
る。

【図３】図３は、本発明に係る分子構造情報処理システ
ムの第２の実施形態を示すブロック図である。

【図４】図４は、本実施形態の情報提供サーバ及びワー
クステーションの詳細の構成を示すブロック図である。

【図５】図５は、分子構造情報提供システムの分子構造
の立体配座解析処理を示すフローチャートである。

【図６】図６は、ワークステーションの台数に対する実
行時間と並列化効率の結果を示す図である。

【図７】図７は、分子構造情報処理システムのワークス
テーションの並列化処理の説明に供する説明図である。

【符号の説明】

１００…端末機、１０３…情報提供サーバ、１０５…ハ
ブ、１０６…ケーブル、１０７…ワークステーション、
２１０…管理部、２１１…情報提供サーバのデータベー
ス、２１５…ワークステーションの処理部、２０９…ワ
ークステーションのデータベース

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｇ０６Ｆ 17/30 １７０Ｇ０６Ｆ 17/30 １７０Ｆ (72)発明者大田一男神奈川県横浜市中区山下町25 ヒラナンドビル２Ｆコンフレックス株式会社内Ｆターム(参考） 5B046 AA00 CA06 HA04 HA08 KA05 5B075 KK07 ND20 PP30 PQ02 PQ42 UU18 5B085 AE01 AE29 BA06 BG03 BG07 CE06 CE07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】通信ネットワークを介して端末機から入力
された分子構造に関する情報提供の依頼情報を受信する
手段と、前記受信した依頼情報に基づいて分子構造に関する情報
を得るための所定の計算を行う手段と、前記計算により得られた分子構造に関する情報を前記通
信ネットワークを介して前記端末機に送信する手段とを
有する分子構造情報提供システム。
【請求項２】前記受信した分子構造に関する情報提供の
依頼情報を記憶する手段をさらに有する請求項１記載の
分子構造情報提供システム。
【請求項３】前記計算により得られた分子構造に関する
情報を記憶する手段をさらに有する請求項１又は２に記
載の分子構造情報提供システム。
【請求項４】前記通信ネットワークとしてインターネッ
トを用いる請求項１〜３のいずれかに記載の分子構造情
報提供システム。
【請求項５】通信ネットワークを介してＷｅｂブラウザ
によって、端末機から前記依頼情報又は計算により得ら
れた分子構造に関する情報を入力又は閲覧可能ならしめ
る手段を有する請求項４に記載の分子構造情報提供シス
テム。
【請求項６】前記依頼情報又は計算により得られた分子
構造に関する情報を、前記端末機の画面に図象化して表
示させる手段をさらに有する請求項１〜５のいずれかに
記載の分子構造情報提供システム。
【請求項７】前記端末機の画面上に分子の３次元構造を
図象化して表示するように、該端末機に分子の３次元構
造を示す画像を表示する命令を出力する手段を有する請
求項６記載の分子構造情報提供システム。
【請求項８】前記依頼情報が所定の条件を具備していな
い場合には、前記端末機に所定の条件を具備していない
ことを表示させる手段をさらに有する請求項１〜７のい
ずれかに記載の分子構造情報提供システム。
【請求項９】前記計算により得られた分子構造に関する
情報を、前記端末機の画面上に複数に分割したウィンド
ウ内に所定方向からの分子投影図を表示させる手段を有
する請求項１〜８のいずれかに記載の分子構造情報提供
システム。
【請求項１０】通信ネットワークを介して前記端末機か
ら前記依頼情報又は計算により得られた分子構造に関す
る情報を所定の形式に変換して前記端末機に送信する手
段を有する請求項１〜９のいずれかに記載の分子構造情
報提供システム。
【請求項１１】所定の端末機以外の端末機に前記依頼情
報又は計算により得られた分子構造に関する情報が送信
されるのを防止する手段をさらに有する請求項１〜１０
のいずれかに記載の分子構造情報提供システム。
【請求項１２】前記分子構造に関する情報の提供の依頼
情報を受信すると、依頼者に対して固有のＩＤを付与す
る手段をさらに有する請求項１〜１１のいずれかに記載
の分子構造情報提供システム。
【請求項１３】通信ネットワークを介して前記端末機か
ら前記蓄積された依頼情報又は分子構造に関する情報を
要求する場合、依頼者と前記付与されたＩＤを照合し、
所定の条件を具備している場合のみ、前記蓄積された依
頼に関する情報又は分子構造に関する情報を該依頼者側
の端末機に送信する手段を有する請求項１〜１２のいず
れかに記載の分子構造情報提供システム。
【請求項１４】前記受信した依頼情報に基づいて分子構
造情報を得るための所定の計算を行う手段は、分子の立
体配座又は振動状態を計算するコンピュータプログラム
を搭載してなる請求項１〜１３のいずれかに記載の分子
構造情報提供システム。
【請求項１５】前記分子構造を得るための所定の計算を
行う手段として、複数の処理装置がハブを介して接続さ
れてなる並列処理システムを有する請求項１〜１４のい
ずれかに記載の分子構造情報提供システム。
【請求項１６】前記処理装置は、ワークステーションで
ある請求項１５に記載の分子構造情報提供システム。
【請求項１７】前記端末機と前記計算を行う手段との間
で、暗号化した情報送受信する請求項１〜１６記載の分
子構造情報提供システム。
【請求項１８】前記端末機に表示された分子構造の３次
元画像データにおいて、マウスのボタン操作に応じて、
マウスのポインタによって指示された原子（結合）の所
定の情報が画面に表示される請求項１〜１７のいずれか
に記載の分子構造情報提供システム。
【請求項１９】前記端末機に表示された分子構造の３次
元画像データにおいて、マウスのボタン操作に応じて、
画面に表示されている分子の立体構造が回転する請求項
１〜１７のいずれかに記載の分子構造情報提供システ
ム。