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MacroModelは米国コロンビア大学のProf. W.Clark Stillらによって開発された分子力学系の分子設計支援システムです。

有機低分子から生体高分子まで、幅広く最適化された力場パラメータと他の追随を許さぬ強力な各種配座探索機能をはじめとする多彩な計算手法、そして操作性に優れるMaestroユーザーインタフェース(GUI)により計算化学を初めて行う人から上級者の方まで幅広いニーズをサポートする計算プログラムです。

• 有機低分子から生体高分子まで幅広く対応するMacroModelの力場パラメータ
  • MM2*, MM3*, AMBER*, OPLS, AMBER94, MMFF, MMFFs, OPLS2001, OPLS2005
  • ルイス構造による構造チェック機能と構造修復（MMFF, MMFFs, OPLS2001, OPLS2005対応）
• 溶媒効果：GB/SA溶媒モデル（H2O, CHCl3, Octanolに対応）
  • OPLS2001、MMFF(s)力場での溶媒和計算の精度向上（J.Mol. Graphic Model. 2000, 18, 273-282）
• 1点エネルギー計算：Force Filed Viewerによるパラメータ表示
• 構造最適化計算 ： 6種類のエネルギー最適化アルゴリズムを搭載
  • 最適なNon-Bondエネルギー項の評価：Bond Dipole Cut-Offs（BDCO）を搭載
  • Preminコマンド：コマンドラインから大量のリガンド構造をバッチ処理にて構造最適化
    MMFFs, OPLS2001, OPLS2005力場を利用可能
• 二面角ドライブによるエネルギー計算　（1D/2D‐グラフプロット表示）
• 強力な配座探索機能：単分子の内部座標探索、受容体活性サイト内でのリガンド分子の移動と内部座標探索、全構造および部分構造での配座探索等、幅広いシミュレーションが可能
  • Torsional sampling (MCMM), Systematic Torsional sampling (SUMM)
  • LowMode sampling, Large Scale LowMode sampling
  • Mixed torsional/LowMode sampling, Mixed torsional/Large Scale LowMode sampling
  • Serial torsional sampling, Serial LowMode sampling, Serial Mixed torsional/LowMode sampling
    （複数化合物のバッチ処理に対応した各配座探索機能）
  • AUTO 機能: 全ての配座探索手法において必要となる各設定項目を自動的に設定
    （GUI上での自動設定機能とは異なり計算エンジンBatchMinでの自動設定機能）
  • プロテインループモデリング機能 (LOOP)
• Ligand Torsion Search：ConfGen（オプション）
  • Glideのリガンド配座発生プログラムConfgenを大幅に強化。高速かつ系統的な配座探索を実現
• 複数化合物および収集した配座に対する連続した構造最適化計算（Multiple-Minimization）
• 分子動力学計算 (Stochastic Dynamics, Molecular Dynamics)
  • シェーキングステップ（結合長拘束），移動と変角の拘束
  • 局所配座探索，平均エンタルピーの計算
  • Simulated Annealing
  • 内部座標、分子表面、水素結合のモニタリング
• リガンド - レセプタ間相互作用エネルギー評価機能　（eMBrAcE)
  eMBrAcEには結合状態を評価する2つのモードが搭載されております。 Interaction Mode: 受容体‐リガンド間を構成するエネルギー成分を評価
  • Energy Difference Mode: eMBrAcE_Energy DE= EComplex - (EReceptor + ELigand )
  • Confirmation Search with eMBrAcE：eMBrAcE（Energy difference mode）での配座探索機能。
    Torsional sampling、LowMode sampling、Mixed torsional/LowMode samplingが利用で可能
• 分配係数の算出　（LOGP）
  • 各溶媒間（Water, CHCl3, Octanol)の分配係数算出機能
• 振動モードシミュレーション （VBR1, VBR2) ：　生体高分子向けにVBR2を搭載
• Automatic Position of Molecule　（COPY/ALGN）
  • 蛋白質複合体モデルのリガンド部位をリファレンスとし、新規計算対象のリガンド群を自動的に活性サイトに配置します。各配座探索機能やeMBrAcEと組合わせることで、精度の高いドッキングシミュレーションを可能とします。
• 発生配座に対する対称性を考慮した重ね合わせ機能（MMSYM)
• 拘束条件設定による各種シミュレーション実行
• 自由エネルギー摂動計算
• リガンド - レセプタ間のドッキングスタディ（リガンド分子の移動と回転)
• 複合モードシミュレーション：MonteCarlo/Stochastic Dynamics
• MINTA（オプション）：MINTA法による自由エネルギー算出

【参考文献】

- Ragusa, A.; Hayes, J. M.; Light, M. E.; Kilburn, J. D., "Predicting Enantioselectivity: Computation as an Efficient "Experimental" Tool for Probing Enantioselectivity", Eur. J. Org. Chem., 2006, 2006, 3545-3549.

- Ercanli, T.; Boyd, D.B., "Exploration of the conformational space of a polymeric material that inhibits human immunodeficiency virus", J. Chem. Inf. Model., 2006, 46, 1321-1333.

- Guida, W.C.; Hamilton, A.D.; Crotty, J.W.; Sebti, S.M., "Protein farnesyltransferase: Flexible docking studies on inhibitors using computational modeling", J. Comput. Aided Mol. Des., 2005, 19, 871-85.

- Cochran, S.; Li, C.P.; Bytheway, I., "An Experimental and Molecular-Modeling Study of the Binding of Linked Sulfated Tetracyclitols to FGF-1 and FGF-2", ChemBioChem, 2005, 6, 1882-1890.

- Tafi, A.; Agamennone, M.; Tortorella, P.; Alcaro, S.; Gallina, C.; Botta, M., "AMBER force field implementation of the boronate function to simulate the inhibition of beta-lactamases by alkyl and aryl boronic acids", Eur. J. Med. Chem., 2005, 40, 1134-1142.

- Ercanli, T.; Boyd, D.B., "Evaluation of computational chemistry methods: crystallographic and cheminformatics analysis of aminothiazole methoximes", J. Chem. Inf. Model., 2005, 45, 591-601.

【稼動環境】

Linux：	OS	RHEL 3.0 or 4.x, SUSE 9.0, SUSE SLED 9 or 10, CentOS 4.x, Red Hat Linux 7.3 or 9.0
	Hardware	x86-compatible processor, AMD, K6, Athlon, Opteron
Windows:	OS	Windows XP (Home or Pro version), Windows 2000 SP4 with Update Rollup 1

* MaestroはLinux, Windowsのみ対応　

創薬分子設計ソリューション　SCHRÖDINGER Suite
配座探索プログラム　MacroModel
高速量子計算プログラム　Jaguar
高速・高精度ドッキングプログラム　Glide
結合自由エネルギー計算プログラム　Liaison
QM/MM計算プログラム　QSite
蛋白質立体構造予測プログラム　Prime
Pharmacophore 3D-QSAR解析プログラム　Phase
3次元構造自動発生プログラム　 LigPrep
ADME物性予測計算プログラム　QikProp
統計解析・化合物類似性評価プログラム　Strike
コンビナトリアルライブラリ自動構築・自動ドッキングプログラム　CombiGlide
pKa予測・イオン化モデル自動発生プログラム　Epik
蛋白質活性部位予測プログラム　SiteMap
蛋白質X線結晶構造精密化プログラム　PrimeX
生体分子向けモンテカルロシミュレーションプログラム　MCPRO+
SCHRÖDINGER社製品統合インターフェース　Maestro
Induced Fitドッキング解析ソリューション　Induced Fit Docking
蛋白質-リガンド間ディスクリプタ計算ソリューション　Ligand & Structure-Based Descriptors
QMドッキング解析ソリューション　QM-Polarized Ligand Docking