特開2022-188603安定構造探索システム、安定構造探索方法及び安定構造探索プログラム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022188603
(43)【公開日】2022-12-21
(54)【発明の名称】安定構造探索システム、安定構造探索方法及び安定構造探索プログラム
(51)【国際特許分類】
G16B 15/30 20190101AFI20221214BHJP
【ＦＩ】
G16B15/30
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021096771
(22)【出願日】2021-06-09
(71)【出願人】
【識別番号】000005223
【氏名又は名称】富士通株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】寺島 千絵子
(72)【発明者】
【氏名】谷田 義明
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 博之
(57)【要約】
【課題】中分子の安定構造を効率的に探索する。
【解決手段】安定構造探索システムは、相互作用ポテンシャルが既知の複数種類の分子それぞれと探索対象の中分子に含まれる第１分子との間の構造類似度と、前記複数種類の分子それぞれと前記第１分子との間の電荷類似度と、を重み付け加算する算出部と、前記重み付け加算した結果に基づいて前記複数種類の分子の中から抽出された第２分子の前記相互作用ポテンシャルに基づき、前記探索対象の中分子の分子構造のエネルギを算出し、算出された前記エネルギが所定の条件を満たすかを特定する特定部とを有する。
【選択図】図１
【解決手段】安定構造探索システムは、相互作用ポテンシャルが既知の複数種類の分子それぞれと探索対象の中分子に含まれる第１分子との間の構造類似度と、前記複数種類の分子それぞれと前記第１分子との間の電荷類似度と、を重み付け加算する算出部と、前記重み付け加算した結果に基づいて前記複数種類の分子の中から抽出された第２分子の前記相互作用ポテンシャルに基づき、前記探索対象の中分子の分子構造のエネルギを算出し、算出された前記エネルギが所定の条件を満たすかを特定する特定部とを有する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
相互作用ポテンシャルが既知の複数種類の分子それぞれと探索対象の中分子に含まれる第１分子との間の構造類似度と、前記複数種類の分子それぞれと前記第１分子との間の電荷類似度と、を重み付け加算する算出部と、
前記重み付け加算した結果に基づいて前記複数種類の分子の中から抽出された第２分子の前記相互作用ポテンシャルに基づき、前記探索対象の中分子の分子構造のエネルギを算出し、算出された前記エネルギが所定の条件を満たすかを特定する特定部と
を有する安定構造探索システム。
前記重み付け加算した結果に基づいて前記複数種類の分子の中から抽出された第２分子の前記相互作用ポテンシャルに基づき、前記探索対象の中分子の分子構造のエネルギを算出し、算出された前記エネルギが所定の条件を満たすかを特定する特定部と
を有する安定構造探索システム。
【請求項2】
前記特定部は、前記中分子を粗視化した粗視化モデルに基づいて前記エネルギを算出する、請求項１に記載の安定構造探索システム。
【請求項3】
前記第２分子は、アミノ酸１残基である、請求項１に記載の安定構造探索システム。
【請求項4】
前記電荷類似度は、前記第１分子が有する電荷の種類と、前記第２分子が有する電荷の種類とに基づいて算出される、請求項２に記載の安定構造探索システム。
【請求項5】
相互作用ポテンシャルが既知の複数種類の分子それぞれと探索対象の中分子に含まれる第１分子との間の構造類似度と、前記複数種類の分子それぞれと前記第１分子との間の電荷類似度と、を重み付け加算し、
前記重み付け加算した結果に基づいて前記複数種類の分子の中から抽出された第２分子の前記相互作用ポテンシャルに基づき、前記探索対象の中分子の分子構造のエネルギを算出し、算出された前記エネルギが所定の条件を満たすかを特定する、
処理をコンピュータが実行する安定構造探索方法。
前記重み付け加算した結果に基づいて前記複数種類の分子の中から抽出された第２分子の前記相互作用ポテンシャルに基づき、前記探索対象の中分子の分子構造のエネルギを算出し、算出された前記エネルギが所定の条件を満たすかを特定する、
処理をコンピュータが実行する安定構造探索方法。
【請求項6】
相互作用ポテンシャルが既知の複数種類の分子それぞれと探索対象の中分子に含まれる第１分子との間の構造類似度と、前記複数種類の分子それぞれと前記第１分子との間の電荷類似度と、を重み付け加算し、
前記重み付け加算した結果に基づいて前記複数種類の分子の中から抽出された第２分子の前記相互作用ポテンシャルに基づき、前記探索対象の中分子の分子構造のエネルギを算出し、算出された前記エネルギが所定の条件を満たすかを特定する、
処理をコンピュータに実行させるための安定構造探索プログラム。
前記重み付け加算した結果に基づいて前記複数種類の分子の中から抽出された第２分子の前記相互作用ポテンシャルに基づき、前記探索対象の中分子の分子構造のエネルギを算出し、算出された前記エネルギが所定の条件を満たすかを特定する、
処理をコンピュータに実行させるための安定構造探索プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、安定構造探索システム、安定構造探索方法及び安定構造探索プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、創薬の分野では、副作用の少ない中分子（分子量５００～３０００）による創薬が期待されており、中分子の安定構造を探索するための探索方法の開発が進められている。
【0003】
一例として、粗視化モデルに対して相互作用ポテンシャルを用いて探索を行う探索方法が挙げられる。当該探索方法によれば、中分子の安定構造に近い初期構造について高速に探索を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２０－１７３６４３号公報
【特許文献2】国際公開第２０１９／２３５５６７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記探索方法を適用するためには、探索対象の中分子の粗視化モデルについて、粗視化粒子（分子）の相互作用ポテンシャルを、事前に算出しておく必要がある。このため、例えば、非天然アミノ酸等のように、粗視化モデルに、相互作用ポテンシャルが算出されていない粗視化粒子（分子）が含まれる場合には、まず、粗視化粒子（分子）の相互作用ポテンシャルを膨大な時間をかけて算出する必要があり、非効率である。
【0006】
一つの側面では、中分子の安定構造を効率的に探索することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
一態様によれば、安定構造探索システムは、
相互作用ポテンシャルが既知の複数種類の分子それぞれと探索対象の中分子に含まれる第１分子との間の構造類似度と、前記複数種類の分子それぞれと前記第１分子との間の電荷類似度と、を重み付け加算する算出部と、
前記重み付け加算した結果に基づいて前記複数種類の分子の中から抽出された第２分子の前記相互作用ポテンシャルに基づき、前記探索対象の中分子の分子構造のエネルギを算出し、算出された前記エネルギが所定の条件を満たすかを特定する特定部とを有する。
相互作用ポテンシャルが既知の複数種類の分子それぞれと探索対象の中分子に含まれる第１分子との間の構造類似度と、前記複数種類の分子それぞれと前記第１分子との間の電荷類似度と、を重み付け加算する算出部と、
前記重み付け加算した結果に基づいて前記複数種類の分子の中から抽出された第２分子の前記相互作用ポテンシャルに基づき、前記探索対象の中分子の分子構造のエネルギを算出し、算出された前記エネルギが所定の条件を満たすかを特定する特定部とを有する。
【発明の効果】
【0008】
中分子の安定構造を効率的に探索することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】安定構造探索システムのシステム構成の一例を示す図である。
【図2】端末装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図3】アミノ酸１残基の情報の一例を示す図である。
【図4】類似度算出用情報入力部の機能構成の一例を示す図である。
【図5】グラフ化部の処理の具体例を示す図である。
【図6】コンフリクトグラフ生成部の処理の具体例を示す図である。
【図7】相互作用ポテンシャル取得部の処理の具体例を示す図である。
【図8】安定構造探索部の処理の具体例を示す図である。
【図9】構造類似度算出部の処理の具体例を示す図である。
【図10】電荷類似度算出部の処理の具体例を示す図である。
【図11】総合類似度算出部の処理の具体例を示す図である。
【図12】総合類似度を算出することの効果を示す図である。
【図13】安定構造探索処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、各実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省略する。
【0011】
［第１の実施形態］
＜安定構造探索システムのシステム構成＞
はじめに、第１の実施形態に係る安定構造探索システムのシステム構成について説明する。図１は、安定構造探索システムのシステム構成の一例を示す図である。安定構造探索システム１００は、中分子の安定構造を探索するためのシステムであり、第１の実施形態においては、中分子の分子構造を粗視化し、格子空間における粗視化モデルの安定構造を探索することで、高速な探索を実現する。
＜安定構造探索システムのシステム構成＞
はじめに、第１の実施形態に係る安定構造探索システムのシステム構成について説明する。図１は、安定構造探索システムのシステム構成の一例を示す図である。安定構造探索システム１００は、中分子の安定構造を探索するためのシステムであり、第１の実施形態においては、中分子の分子構造を粗視化し、格子空間における粗視化モデルの安定構造を探索することで、高速な探索を実現する。
【0012】
図１に示すように、安定構造探索システム１００は、端末装置１１０と、量子アニーリング装置などのイジング装置１２０とを有する。
【0013】
端末装置１１０には、探索プログラムがインストールされており、当該プログラムが実行されることで、端末装置１１０は、探索対象情報取得部１１１、類似度算出用情報入力部１１２、相互作用ポテンシャル取得部１１３、安定構造探索部１１４として機能する。
【0014】
探索対象情報取得部１１１は、安定構造の探索を行う探索対象の中分子の粗視化モデルを取得する。
【0015】
第１の実施形態において、探索対象情報取得部１１１が取得する探索対象の中分子の粗視化モデルは、例えば、非天然アミノ酸の粗視化モデルのように、相互作用ポテンシャルが算出されていない粗視化粒子（分子）が含まれる粗視化モデルである。
【0016】
探索対象情報取得部１１１は、取得した粗視化モデルを、類似度算出用情報入力部１１２に通知する。
【0017】
類似度算出用情報入力部１１２は、探索対象情報取得部１１１より粗視化モデルが通知されると、アミノ酸残基情報格納部１１５を参照する。アミノ酸残基情報格納部１１５には、相互作用ポテンシャルが既知の粗視化粒子（分子）であるアミノ酸１残基（例えば、天然アミノ酸１残基）であって、複数種類のアミノ酸１残基についての情報がそれぞれ格納されている。
【0018】
類似度算出用情報入力部１１２は、アミノ酸残基情報格納部１１５に格納されている相互作用ポテンシャルが既知の複数種類の粗視化粒子（分子）を順次読み出す。また、類似度算出用情報入力部１１２は、通知された粗視化モデルに含まれる、相互作用ポテンシャルが算出されていない粗視化粒子（分子）と、相互作用ポテンシャルが既知の粗視化粒子（分子）との間の類似度を算出する際に用いる算出用情報を順次生成する。
【0019】
また、類似度算出用情報入力部１１２は、生成した算出用情報を、順次、イジング装置１２０に入力し、
・探索対象の中分子の粗視化モデルに含まれる、相互作用ポテンシャルが算出されていない粗視化粒子（分子）と、
・相互作用ポテンシャルが既知の複数種類の粗視化粒子（分子）それぞれと、
の間の総合類似度（詳細は後述）を算出させる。
・探索対象の中分子の粗視化モデルに含まれる、相互作用ポテンシャルが算出されていない粗視化粒子（分子）と、
・相互作用ポテンシャルが既知の複数種類の粗視化粒子（分子）それぞれと、
の間の総合類似度（詳細は後述）を算出させる。
【0020】
相互作用ポテンシャル取得部１１３は、イジング装置１２０により算出されたそれぞれの総合類似度を、順次、イジング装置１２０より取得する。また、相互作用ポテンシャル取得部１１３は、取得した総合類似度の中から、最大の総合類似度を判定し、判定した総合類似度に対応する、相互作用ポテンシャルが既知の粗視化粒子（分子）を抽出する。
【0021】
更に、相互作用ポテンシャル取得部１１３は、アミノ酸残基情報格納部１１５を参照し、抽出した、相互作用ポテンシャルが既知の粗視化粒子（分子）に対応付けて格納された相互作用ポテンシャルを取得し、安定構造探索部１１４に通知する。
【0022】
安定構造探索部１１４は特定部の一例であり、通知された相互作用ポテンシャルを用いて、探索対象の中分子の粗視化モデルに含まれる粗視化粒子（分子）の様々な配置におけるエネルギを算出する。これにより、安定構造探索部１１４は、エネルギの算出結果が所定の条件を満たす、粗視化粒子（分子）の配置が示す粗視化モデルの分子構造を、粗視化モデルの安定構造として特定する。
【0023】
このように、安定構造探索システム１００では、探索対象の中分子の粗視化モデルの安定構造を探索する際、安定構造の探索に用いる粗視化粒子（分子）の未知の相互作用ポテンシャルを、類似する粗視化粒子（分子）の既知の相互作用ポテンシャルで代替する。
【0024】
これにより、安定構造探索システム１００によれば、探索対象の中分子の粗視化モデルに、相互作用ポテンシャルが算出されていない粗視化粒子（分子）が含まれていた場合でも、膨大な時間をかけて相互作用ポテンシャルを算出する必要がなくなる。この結果、第１の実施形態によれば、中分子の安定構造を効率的に探索することが可能になる。
【0025】
一方、イジング装置１２０には、類似度算出プログラムがインストールされており、当該プログラムが実行されることで、イジング装置１２０は、構造類似度算出部１２１、電荷類似度算出部１２２、総合類似度算出部１２３として機能する。
【0026】
構造類似度算出部１２１は、類似度算出用情報入力部１１２より算出用情報を取得する。算出用情報には、構造類似度を算出するための構造類似度算出用情報が含まれており、構造類似度算出部１２１は、当該構造類似度算出用情報に基づいて、
・探索対象の中分子の粗視化モデルに含まれる、相互作用ポテンシャルが算出されていない粗視化粒子（分子）と、
・相互作用ポテンシャルが既知の複数種類の粗視化粒子（分子）それぞれと、
の間の構造類似度を算出する。
・探索対象の中分子の粗視化モデルに含まれる、相互作用ポテンシャルが算出されていない粗視化粒子（分子）と、
・相互作用ポテンシャルが既知の複数種類の粗視化粒子（分子）それぞれと、
の間の構造類似度を算出する。
【0027】
また、構造類似度算出部１２１は、算出した構造類似度を、総合類似度算出部１２３に通知する。
【0028】
電荷類似度算出部１２２は、類似度算出用情報入力部１１２より算出用情報を取得する。算出用情報には、電荷類似度を算出するための電荷類似度算出用情報が含まれており、電荷類似度算出部１２２は、当該電荷類似度算出用情報に基づいて、
・探索対象の中分子の粗視化モデルに含まれる、相互作用ポテンシャルが算出されていない粗視化粒子（分子）と、
・相互作用ポテンシャルが既知の複数種類の粗視化粒子（分子）それぞれと、
の間の電荷類似度を算出する。
・探索対象の中分子の粗視化モデルに含まれる、相互作用ポテンシャルが算出されていない粗視化粒子（分子）と、
・相互作用ポテンシャルが既知の複数種類の粗視化粒子（分子）それぞれと、
の間の電荷類似度を算出する。
【0029】
また、電荷類似度算出部１２２は、算出した電荷類似度を、総合類似度算出部１２３に通知する。
【0030】
総合類似度算出部１２３は算出部の一例であり、構造類似度算出部１２１より通知された構造類似度と、電荷類似度算出部１２２より通知された電荷類似度とを、重み付け加算することで、総合類似度を算出する。また、総合類似度算出部１２３は、算出した総合類似度を、端末装置１１０の相互作用ポテンシャル取得部１１３に送信する。
【0031】
＜端末装置のハードウェア構成＞
次に、端末装置１１０のハードウェア構成について説明する。図２は、端末装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
次に、端末装置１１０のハードウェア構成について説明する。図２は、端末装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【0032】
図２に示すように、端末装置１１０は、プロセッサ２０１、メモリ２０２、補助記憶装置２０３、Ｉ／Ｆ（Interface）装置２０４、通信装置２０５、ドライブ装置２０６を有する。なお、端末装置１１０の各ハードウェアは、バス２０７を介して相互に接続されている。
【0033】
プロセッサ２０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等の各種演算デバイスを有する。プロセッサ２０１は、各種プログラム（例えば、探索プログラム等）をメモリ２０２上に読み出して実行する。
【0034】
メモリ２０２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の主記憶デバイスを有する。プロセッサ２０１とメモリ２０２とは、いわゆるコンピュータを形成し、プロセッサ２０１が、メモリ２０２上に読み出した各種プログラムを実行することで、当該コンピュータは各種機能を実現する。
【0035】
補助記憶装置２０３は、各種プログラムや、各種プログラムがプロセッサ２０１によって実行される際に用いられる各種情報を格納する。
【0036】
Ｉ／Ｆ装置２０４は、外部装置の一例である操作装置２１０、出力装置２２０と、端末装置１１０とを接続する接続デバイスである。
【0037】
通信装置２０５は、他の装置の一例であるイジング装置１２０と通信するための通信デバイスである。
【0038】
ドライブ装置２０６は記録媒体２３０をセットするためのデバイスである。ここでいう記録媒体２３０には、ＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク等のように情報を光学的、電気的あるいは磁気的に記録する媒体が含まれる。また、記録媒体２３０には、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等のように情報を電気的に記録する半導体メモリ等が含まれていてもよい。
【0039】
なお、補助記憶装置２０３にインストールされる各種プログラムは、例えば、配布された記録媒体２３０がドライブ装置２０６にセットされ、該記録媒体２３０に記録された各種プログラムがドライブ装置２０６により読み出されることでインストールされる。あるいは、補助記憶装置２０３にインストールされる各種プログラムは、通信装置２０５を介してネットワークからダウンロードされることで、インストールされてもよい。
【0040】
なお、ここでは、端末装置１１０のハードウェア構成についてのみ説明し、イジング装置１２０のハードウェア構成について説明しなかったが、イジング装置１２０のハードウェア構成は、例えば、端末装置１１０と同様であってもよい。あるいは、イジング装置１２０のハードウェア構成は、いわゆる量子コンピュータのハードウェア構成と同様であってもよい。
【0041】
＜アミノ酸１残基の情報の具体例＞
次に、アミノ酸残基情報格納部１１５に格納される、複数種類のアミノ酸１残基についての情報の具体例を説明する。図３は、アミノ酸１残基の情報の一例を示す図である。図３に示すように、アミノ酸１残基の情報３００には、情報の項目として、"種類"、"構造"、"電荷"、"相互作用ポテンシャル"が含まれる。
次に、アミノ酸残基情報格納部１１５に格納される、複数種類のアミノ酸１残基についての情報の具体例を説明する。図３は、アミノ酸１残基の情報の一例を示す図である。図３に示すように、アミノ酸１残基の情報３００には、情報の項目として、"種類"、"構造"、"電荷"、"相互作用ポテンシャル"が含まれる。
【0042】
"種類"には、相互作用ポテンシャルが既知の粗視化粒子（分子）である、複数種類の天然のアミノ酸１残基が格納される。図３の例は、相互作用ポテンシャルが既知の粗視化粒子（分子）である天然のアミノ酸１残基が、ｋ種類格納された様子を示している。
【0043】
"構造"には、対応する種類の天然のアミノ酸１残基の構造情報が格納される。"電荷"には、対応する種類の天然のアミノ酸１残基の電荷情報が格納される。
【0044】
"相互作用ポテンシャル"には、対応する種類の天然のアミノ酸１残基について事前に算出された相互作用ポテンシャルデータが格納される。
【0045】
図３において、符号３１０は、所定の種類の天然のアミノ酸１残基について、事前に算出された相互作用ポテンシャルデータの算出方法の概要を示している。符号３１０に示すように、相互作用ポテンシャルデータを算出するにあたっては、まず、所定の種類の天然のアミノ酸からアミノ酸１残基を取り出し、末端部分を、タンパク質を模して処理するとともに、相互作用を起こさないように、力場を作成する（矢印３１１参照）。
【0046】
続いて、符号３１０に示すように、取り出したアミノ酸１残基について、Ｕｍｂｒｅｌｌａ Ｓａｍｐｌｉｎｇにより、各分子間距離における分子動力学計算を実施する。続いて、符号３１０に示すように、Ｗｅｉｇｈｔｅｄ Ｈｉｓｔｏｇｒａｍ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｍｅｔｈｏｄにより各距離におけるサンプリング結果を統合し、相互作用ポテンシャルデータを生成する（矢印３１２参照）。
【0047】
図３において、グラフ３２０は、生成した相互作用ポテンシャルデータを可視化して示したものであり、横軸は各分子間距離を、縦軸はエネルギを表している。
【0048】
＜端末装置の各部の処理の具体例＞
次に、端末装置１１０の各部（ここでは、類似度算出用情報入力部１１２、相互作用ポテンシャル取得部１１３、安定構造探索部１１４）の処理の具体例について説明する。
次に、端末装置１１０の各部（ここでは、類似度算出用情報入力部１１２、相互作用ポテンシャル取得部１１３、安定構造探索部１１４）の処理の具体例について説明する。
【0049】
（１）類似度算出用情報入力部の処理の具体例
はじめに、類似度算出用情報入力部１１２の処理の具体例について説明する。図４は、類似度算出用情報入力部の機能構成の一例を示す図である。図４に示すように、類似度算出用情報入力部１１２は、構造情報取得部４０１、グラフ化部４０２、コンフリクトグラフ生成部４０３、構造類似度算出用情報取得部４０４、電荷類似度算出用情報取得部４０５、送信部４０６を有する。
はじめに、類似度算出用情報入力部１１２の処理の具体例について説明する。図４は、類似度算出用情報入力部の機能構成の一例を示す図である。図４に示すように、類似度算出用情報入力部１１２は、構造情報取得部４０１、グラフ化部４０２、コンフリクトグラフ生成部４０３、構造類似度算出用情報取得部４０４、電荷類似度算出用情報取得部４０５、送信部４０６を有する。
【0050】
構造情報取得部４０１は、探索対象情報取得部１１１により取得された探索対象の中分子の粗視化モデルに含まれる粗視化粒子（分子）の構造情報を取得する。また、構造情報取得部４０１は、アミノ酸残基情報格納部１１５から読み出した、相互作用ポテンシャルが既知の粗視化粒子（分子）であるアミノ酸１残基であって、複数種類のアミノ酸１残基の構造情報をそれぞれ取得する。
【0051】
グラフ化部４０２は、探索対象情報取得部１１１より通知された、探索対象の中分子の粗視化モデルに含まれる粗視化粒子（分子）の構造情報をグラフ化する。また、グラフ化部４０２は、相互作用ポテンシャルが既知の粗視化粒子（分子）であるアミノ酸１残基であって、複数種類のアミノ酸１残基の構造情報をそれぞれグラフ化する。なお、グラフ化部４０２によるグラフ化とは、例えば、粗視化粒子（分子）に含まれる原子の種類（元素）の情報と各原子の結合状態の情報とを用いて、粗視化粒子（分子）の構造を表すことを意味する。
【0052】
コンフリクトグラフ生成部４０３は、グラフ化した粗視化粒子（分子）における頂点（原子）どうしを組み合わせて、コンフリクトグラフの頂点（ノード）を作成する。また、コンフリクトグラフ生成部４０３は、生成したノードどうしを比較し、異なる状況にある原子で構成されているか否かに応じて、ノード間のエッジを作成する。
【0053】
構造類似度算出用情報取得部４０４は、コンフリクトグラフ生成部４０３により生成されたコンフリクトグラフそれぞれを、構造類似度算出用情報として取得する。なお、コンフリクトグラフにおいて、ノード間にエッジが存在しないノードで構成される集合のうち、ノード数が最大となる集合（最大独立集合）を求めることは、２つの粗視化粒子（分子）において共通する部分構造のうち、最大のものを求めることと同義である。つまり、構造類似度算出用情報取得部４０４により取得されたコンフリクトグラフは、構造類似度算出部１２１が、２つの粗視化粒子（分子）において共通する部分構造のうち、最大のもの（つまり、構造類似度）を求めるのに用いられる。
【0054】
電荷類似度算出用情報取得部４０５は、探索対象情報取得部１１１により取得された探索対象の中分子の粗視化モデルに含まれる粗視化粒子（分子）の電荷情報を取得する。また、電荷類似度算出用情報取得部４０５は、アミノ酸残基情報格納部１１５から読み出した、相互作用ポテンシャルが既知の粗視化粒子（分子）であるアミノ酸１残基であって、複数種類のアミノ酸１残基の電荷情報をそれぞれ取得する。
【0055】
また、電荷類似度算出用情報取得部４０５は、取得した複数種類の粗視化粒子（分子）の電荷情報それぞれを、電荷類似度算出用情報として、送信部４０６に通知する。
【0056】
送信部４０６は、構造類似度算出用情報取得部４０４により取得された構造類似度算出用情報と、電荷類似度算出用情報取得部４０５により取得された電荷類似度算出用情報とを、算出用情報として、イジング装置１２０に送信する。
【0057】
ａ）グラフ化部の処理の詳細
次に、グラフ化部４０２の処理の詳細について説明する。図５は、グラフ化部の処理の具体例を示す図である。グラフ化部４０２では、探索対象の中分子の粗視化モデルに含まれる粗視化粒子（分子）の構造情報５１０を取得すると、グラフ５１１を生成する。図５の構造情報５１０の例は、粗視化粒子（分子）が、４つの原子により形成され、グラフ５１１に示すような結合状態で結合されていることを示している。
次に、グラフ化部４０２の処理の詳細について説明する。図５は、グラフ化部の処理の具体例を示す図である。グラフ化部４０２では、探索対象の中分子の粗視化モデルに含まれる粗視化粒子（分子）の構造情報５１０を取得すると、グラフ５１１を生成する。図５の構造情報５１０の例は、粗視化粒子（分子）が、４つの原子により形成され、グラフ５１１に示すような結合状態で結合されていることを示している。
【0058】
同様に、グラフ化部４０２では、相互作用ポテンシャルが既知の粗視化粒子（分子）であるアミノ酸１残基の構造情報５２０を取得すると、グラフ５２１を生成する。図５の構造情報５２０の例は、粗視化粒子（分子）が、５つの原子により形成され、グラフ５２１に示すような結合状態で結合されていることを示している。
【0059】
ｂ）コンフリクトグラフ生成部の処理の詳細
次に、コンフリクトグラフ生成部４０３の処理の詳細について説明する。図６は、コンフリクトグラフ生成部の処理の具体例を示す図である。コンフリクトグラフ生成部４０３では、例えば、グラフ化部４０２より、グラフ５１１とグラフ５２１とを取得すると、各グラフの原子を組み合わせて、コンフリクトグラフの頂点（ノード）を作成する。図６の例は、１０個のノードが作成されたことを示している。
次に、コンフリクトグラフ生成部４０３の処理の詳細について説明する。図６は、コンフリクトグラフ生成部の処理の具体例を示す図である。コンフリクトグラフ生成部４０３では、例えば、グラフ化部４０２より、グラフ５１１とグラフ５２１とを取得すると、各グラフの原子を組み合わせて、コンフリクトグラフの頂点（ノード）を作成する。図６の例は、１０個のノードが作成されたことを示している。
【0060】
続いて、コンフリクトグラフ生成部４０３では、
・ノードどうしが異なる状況にある原子で構成される場合は、そのノードの間にエッジを作成する、
・ノードどうしが同じ状況にある原子で構成される場合は、そのノードの間にはエッジを作成しない、
というルールに基づいて、エッジを作成する／作成しないを決定することで、コンフリクトグラフ６００を作成する。
・ノードどうしが異なる状況にある原子で構成される場合は、そのノードの間にエッジを作成する、
・ノードどうしが同じ状況にある原子で構成される場合は、そのノードの間にはエッジを作成しない、
というルールに基づいて、エッジを作成する／作成しないを決定することで、コンフリクトグラフ６００を作成する。
【0061】
なお、コンフリクトグラフ生成部４０３により作成されたコンフリクトグラフ６００は、構造類似度算出用情報として、構造類似度算出用情報取得部４０４により取得され、送信部４０６により、イジング装置１２０に送信される。
【0062】
上述したように、コンフリクトグラフ６００において、ノード間にエッジが存在しないノードで構成される集合のうち、最大独立集合を求めることは、２つの粗視化粒子（分子）において共通する部分構造のうち、最大のものを求めることと同義である。したがって、コンフリクトグラフ６００が送信されるイジング装置１２０の構造類似度算出部１２１では、２つの粗視化粒子（分子）において共通する部分構造のうち、最大のものを求めることで、構造類似度を算出する。
【0063】
（２）相互作用ポテンシャル取得部の処理の具体例
次に、相互作用ポテンシャル取得部１１３の処理の具体例について説明する。図７は、相互作用ポテンシャル取得部の処理の具体例を示す図である。
次に、相互作用ポテンシャル取得部１１３の処理の具体例について説明する。図７は、相互作用ポテンシャル取得部の処理の具体例を示す図である。
【0064】
図７の例は、イジング装置１２０より取得した総合類似度の中から、最大の総合類似度が判定され、判定された最大の総合類似度に対応する粗視化粒子（分子）であるアミノ酸１残基として、"種類"＝「アミノ酸残基２」が抽出された様子を示している。
【0065】
相互作用ポテンシャル取得部１１３では、抽出した「アミノ酸残基２」の"相互作用ポテンシャル"として、アミノ酸残基情報格納部１１５から「相互作用ポテンシャルデータ２」を読み出し、安定構造探索部１１４に通知する。なお、符号７１０は、「アミノ酸残基２」の"相互作用ポテンシャル"である「相互作用ポテンシャルデータ２」の具体例を示している。
【0066】
（３）安定構造探索部の処理の具体例
次に、安定構造探索部１１４の処理の具体例について説明する。図８は、安定構造探索部の処理の具体例を示す図である。図８において、符号８１０は、探索対象の中分子の粗視化モデルを表している。説明の簡略化のため、図８の例は、探索対象の中分子の粗視化モデルが、７個の粗視化粒子（分子）により構成されている場合を示している。
次に、安定構造探索部１１４の処理の具体例について説明する。図８は、安定構造探索部の処理の具体例を示す図である。図８において、符号８１０は、探索対象の中分子の粗視化モデルを表している。説明の簡略化のため、図８の例は、探索対象の中分子の粗視化モデルが、７個の粗視化粒子（分子）により構成されている場合を示している。
【0067】
図８において、符号８２０は、安定構造探索部１１４が、相互作用ポテンシャル取得部１１３により取得された「相互作用ポテンシャルデータ２」を用いて、格子空間における粗視化粒子（分子）の様々な配置におけるエネルギを算出した結果を示している。
【0068】
符号８２０によれば、配置８２１、配置８２２、配置８２３の各配置におけるエネルギと比較して、配置８２４のエネルギの方が低い。このため、安定構造探索部１１４では、探索対象の中分子の粗視化モデル（符号８１０）について、配置８２４を、探索結果（粗視化モデルの安定構造）として出力する。
【0069】
＜イジング装置の各部の処理の具体例＞
次に、イジング装置１２０の各部（構造類似度算出部１２１、電荷類似度算出部１２２、総合類似度算出部１２３）の処理の具体例について説明する。
次に、イジング装置１２０の各部（構造類似度算出部１２１、電荷類似度算出部１２２、総合類似度算出部１２３）の処理の具体例について説明する。
【0070】
（１）構造類似度算出部の処理の具体例
はじめに、構造類似度算出部１２１の処理の具体例について説明する。図９は、構造類似度算出部の処理の具体例を示す図である。
はじめに、構造類似度算出部１２１の処理の具体例について説明する。図９は、構造類似度算出部の処理の具体例を示す図である。
【0071】
図９に示すように、コンフリクトグラフ６００の最大独立集合は、例えば、最小化することが最大独立集合の探索を意味するハミルトニアンを用いることにより求めることができる。
【0072】
図９において、符号９００は、ハミルトニアン（Ｈ）を示す式であり、
ｎ：コンフリクトグラフ６００におけるノードの数、
ｂｉ：ｉ番目のノードに対するバイアスを表す数値、
ｗｉｊ：ｉ番目のノードとｊ番目のノードとの間にエッジが存在するときは０でない正の数、エッジが存在しないときは０、
ｘｉ：ｉ番目のノードが０又は１であることを表すバイナリ変数
ｘｊ：ｊ番目のノードが０又は１であることを表すバイナリ変数、
α、β：正の値、
である。
ｎ：コンフリクトグラフ６００におけるノードの数、
ｂｉ：ｉ番目のノードに対するバイアスを表す数値、
ｗｉｊ：ｉ番目のノードとｊ番目のノードとの間にエッジが存在するときは０でない正の数、エッジが存在しないときは０、
ｘｉ：ｉ番目のノードが０又は１であることを表すバイナリ変数
ｘｊ：ｊ番目のノードが０又は１であることを表すバイナリ変数、
α、β：正の値、
である。
【0073】
構造類似度算出部１２１では、ハミルトニアン（Ｈ）を示す式（符号９００）を用いて最大独立集合を求めることで、
・探索対象の中分子の粗視化モデルに含まれる、相互作用ポテンシャルが算出されていない粗視化粒子（分子）と、
・相互作用ポテンシャルが既知の複数種類の粗視化粒子（分子）それぞれと、
の間の最大の共通部分構造を求める。
・探索対象の中分子の粗視化モデルに含まれる、相互作用ポテンシャルが算出されていない粗視化粒子（分子）と、
・相互作用ポテンシャルが既知の複数種類の粗視化粒子（分子）それぞれと、
の間の最大の共通部分構造を求める。
【0074】
続いて、構造類似度算出部１２１は、求めた最大独立集合に基づいて、構造類似度を算出する。図９の符号９１０は、構造類似度Ｓ（ＧＡ，ＧＢ）を算出するための式であり、
ＶＡ：グラフ化した探索対象の中分子の粗視化モデルにおけるノードの総数、
ＶＣ Ａ：グラフ化した探索対象の中分子の粗視化モデルにおけるノードのうち、コンフリクトグラフ６００の最大独立集合に含まれるノードの数、
ＶＢ：グラフ化した、相互作用ポテンシャルが既知の粗視化モデルにおけるノードの総数、
ＶＣ Ｂ：グラフ化した、相互作用ポテンシャルが既知の粗視化モデルにおけるノードのうち、コンフリクトグラフ６００の最大独立集合に含まれるノードの数、
δ：０～１の値、
である。
ＶＡ：グラフ化した探索対象の中分子の粗視化モデルにおけるノードの総数、
ＶＣ Ａ：グラフ化した探索対象の中分子の粗視化モデルにおけるノードのうち、コンフリクトグラフ６００の最大独立集合に含まれるノードの数、
ＶＢ：グラフ化した、相互作用ポテンシャルが既知の粗視化モデルにおけるノードの総数、
ＶＣ Ｂ：グラフ化した、相互作用ポテンシャルが既知の粗視化モデルにおけるノードのうち、コンフリクトグラフ６００の最大独立集合に含まれるノードの数、
δ：０～１の値、
である。
【0075】
（２）電荷類似度算出部の処理の具体例
次に、電荷類似度算出部１２２の処理の具体例について説明する。図１０は、電荷類似度算出部の処理の具体例を示す図である。
次に、電荷類似度算出部１２２の処理の具体例について説明する。図１０は、電荷類似度算出部の処理の具体例を示す図である。
【0076】
図１０において、テーブル１０００は、電荷類似度算出部１２２による電荷類似度の算出方法を示している。テーブル１０００に示すように、探索対象の中分子の粗視化モデルに含まれる粗視化粒子（分子）の電荷の種類をＡｃｈｇ、相互作用ポテンシャルが既知の粗視化粒子（分子）であるアミノ酸１残基の電荷の種類をＢｃｈｇとする。この場合、電荷類似度算出部１２２では、電荷類似度δＡｃｈｇＢｃｈｇを、
・探索対象の中分子の粗視化モデルに含まれる、相互作用ポテンシャルが算出されていない粗視化粒子（分子）の電荷の種類と、相互作用ポテンシャルが既知の粗視化粒子（分子）であるアミノ酸１残基の電荷の種類とが等しい場合：１
・探索対象の中分子の粗視化モデルに含まれる、相互作用ポテンシャルが算出されていない粗視化粒子（分子）の電荷の種類と、相互作用ポテンシャルが既知の粗視化粒子（分子）であるアミノ酸１残基の電荷の種類とが異なる場合：０
として算出する。
・探索対象の中分子の粗視化モデルに含まれる、相互作用ポテンシャルが算出されていない粗視化粒子（分子）の電荷の種類と、相互作用ポテンシャルが既知の粗視化粒子（分子）であるアミノ酸１残基の電荷の種類とが等しい場合：１
・探索対象の中分子の粗視化モデルに含まれる、相互作用ポテンシャルが算出されていない粗視化粒子（分子）の電荷の種類と、相互作用ポテンシャルが既知の粗視化粒子（分子）であるアミノ酸１残基の電荷の種類とが異なる場合：０
として算出する。
【0077】
図１０において、テーブル１０１０は、電荷類似度算出部１２２により算出される電荷類似度の具体例を示している。
【0078】
テーブル１０１０に示すように、
・探索対象の中分子の粗視化モデルに含まれる、相互作用ポテンシャルが算出されていない粗視化粒子（分子）の電荷の種類Ａｃｈｇが正電荷であった場合、
・相互作用ポテンシャルが既知の粗視化粒子（分子）であるアミノ酸１残基の粗視化モデルの電荷の種類Ｂｃｈｇが正電荷の場合には、電荷類似度＝１、負電荷の場合には、電荷類似度＝０、電荷無しの場合には電荷類似度＝０と算出される。
・探索対象の中分子の粗視化モデルに含まれる、相互作用ポテンシャルが算出されていない粗視化粒子（分子）の電荷の種類Ａｃｈｇが負電荷であった場合、
・相互作用ポテンシャルが既知の粗視化粒子（分子）であるアミノ酸１残基の粗視化モデルの電荷の種類Ｂｃｈｇが正電荷の場合には、電荷類似度＝０、負電荷の場合には、電荷類似度＝１、電荷無しの場合には電荷類似度＝０と算出される。
・探索対象の中分子の粗視化モデルに含まれる、相互作用ポテンシャルが算出されていない粗視化粒子（分子）の電荷の種類Ａｃｈｇが電荷無しであった場合、
・相互作用ポテンシャルが既知の粗視化粒子（分子）であるアミノ酸１残基の粗視化モデルの電荷の種類Ｂｃｈｇが正電荷の場合には、電荷類似度＝０、負電荷の場合には、電荷類似度＝０、電荷無しの場合には電荷類似度＝１と算出される。
・探索対象の中分子の粗視化モデルに含まれる、相互作用ポテンシャルが算出されていない粗視化粒子（分子）の電荷の種類Ａｃｈｇが正電荷であった場合、
・相互作用ポテンシャルが既知の粗視化粒子（分子）であるアミノ酸１残基の粗視化モデルの電荷の種類Ｂｃｈｇが正電荷の場合には、電荷類似度＝１、負電荷の場合には、電荷類似度＝０、電荷無しの場合には電荷類似度＝０と算出される。
・探索対象の中分子の粗視化モデルに含まれる、相互作用ポテンシャルが算出されていない粗視化粒子（分子）の電荷の種類Ａｃｈｇが負電荷であった場合、
・相互作用ポテンシャルが既知の粗視化粒子（分子）であるアミノ酸１残基の粗視化モデルの電荷の種類Ｂｃｈｇが正電荷の場合には、電荷類似度＝０、負電荷の場合には、電荷類似度＝１、電荷無しの場合には電荷類似度＝０と算出される。
・探索対象の中分子の粗視化モデルに含まれる、相互作用ポテンシャルが算出されていない粗視化粒子（分子）の電荷の種類Ａｃｈｇが電荷無しであった場合、
・相互作用ポテンシャルが既知の粗視化粒子（分子）であるアミノ酸１残基の粗視化モデルの電荷の種類Ｂｃｈｇが正電荷の場合には、電荷類似度＝０、負電荷の場合には、電荷類似度＝０、電荷無しの場合には電荷類似度＝１と算出される。
【0079】
（３）総合類似度算出部の処理の具体例
次に、総合類似度算出部１２３の処理の具体例について説明する。図１１は、総合類似度算出部の処理の具体例を示す図である。図１１に示すように、総合類似度算出部１２３では、構造類似度と電荷類似度とを重み付け加算することで総合類似度を算出する。なお、図１１において、
・１／２×（ＡＢｃｏｍｍｏｎ／Ａａｌｌ＋ＡＢｃｏｍｍｏｎ／Ｂａｌｌ）：構造類似度、
・δＡｃｈｇＢｃｈｇ：電荷類似度、
をそれぞれ表している。また、図１１の例は、構造類似度と電荷類似度とを、重み係数＝１／２で重み付け加算する場合を示している。
次に、総合類似度算出部１２３の処理の具体例について説明する。図１１は、総合類似度算出部の処理の具体例を示す図である。図１１に示すように、総合類似度算出部１２３では、構造類似度と電荷類似度とを重み付け加算することで総合類似度を算出する。なお、図１１において、
・１／２×（ＡＢｃｏｍｍｏｎ／Ａａｌｌ＋ＡＢｃｏｍｍｏｎ／Ｂａｌｌ）：構造類似度、
・δＡｃｈｇＢｃｈｇ：電荷類似度、
をそれぞれ表している。また、図１１の例は、構造類似度と電荷類似度とを、重み係数＝１／２で重み付け加算する場合を示している。
【0080】
＜総合類似度を算出することの効果＞
次に、イジング装置１２０が総合類似度を算出することの効果について検証する。図１２は、総合類似度を算出することの効果を示す図である。図１２の例では、相互作用ポテンシャルが既知の２種類の粗視化粒子（分子）について、
・構造類似度の算出結果と、
・総合類似度の算出結果と、
・２種類の粗視化粒子（分子）の相互作用ポテンシャルデータの誤差と、
を示すことで、構造類似度と総合類似度のいずれの算出結果が、相互作用ポテンシャルの類似度をより精度よく表しているかを検証したものである。
次に、イジング装置１２０が総合類似度を算出することの効果について検証する。図１２は、総合類似度を算出することの効果を示す図である。図１２の例では、相互作用ポテンシャルが既知の２種類の粗視化粒子（分子）について、
・構造類似度の算出結果と、
・総合類似度の算出結果と、
・２種類の粗視化粒子（分子）の相互作用ポテンシャルデータの誤差と、
を示すことで、構造類似度と総合類似度のいずれの算出結果が、相互作用ポテンシャルの類似度をより精度よく表しているかを検証したものである。
【0081】
このうち、符号１２１０は、探索対象の中分子の粗視化モデルに含まれる粗視化粒子（分子）を「バリン」と仮定し、相互作用ポテンシャルが既知の粗視化粒子（分子）を「イソロシン」と仮定した場合の検証結果を示している。符号１２１０によれば、「バリン」と「イソロシン」の構造類似度は「０．９６」であり、総合類似度は「０．９８」である。一方、「バリン」の相互作用ポテンシャルデータと、「イソロシン」の相互作用ポテンシャルデータとの誤差（ＲＭＳＥ）は「０．０７」であり、両者の相互作用ポテンシャルは、類似している（グラフ１２１１参照）。
【0082】
したがって、符号１２１０の場合、構造類似度の算出結果も総合類似度の算出結果も、いずれも、相互作用ポテンシャルの類似度を精度よく表しているといえる。
【0083】
これに対して、符号１２２０は、探索対象の中分子の粗視化モデルに含まれる粗視化粒子（分子）を「アスパラギン酸」と仮定し、相互作用ポテンシャルが既知の粗視化粒子（分子）を「アスパラギン」と仮定した場合の検証結果を示している。符号１２２０によれば、「アスパラギン酸」と「アスパラギン」の構造類似度は「０．９２」であるのに対して、総合類似度は「０．４６」である。一方、「アスパラギン酸」の相互作用ポテンシャルデータと、「アスパラギン」の相互作用ポテンシャルデータとの誤差（ＲＭＳＥ）は、「０．３９」であり、両者の相互作用ポテンシャルは、非類似である（グラフ１２２１参照）。
【0084】
したがって、符号１２２０の場合、構造類似度の算出結果は、相互作用ポテンシャルの類似度を精度よく表しているとはいえない。一方、総合類似度の算出結果は、相互作用ポテンシャルの類似度を精度よく表しているといえる。
【0085】
また、符号１２３０は、探索対象の中分子の粗視化モデルに含まれる粗視化粒子（分子）を「アスパラギン酸」と仮定し、相互作用ポテンシャルが既知の粗視化粒子（分子）を「グルタミン酸」と仮定した場合の検証結果を示している。符号１２３０によれば、「アスパラギン酸」と「グルタミン酸」の構造類似度は「０．８９」であるのに対して、総合類似度は「０．９５」である。一方、「アスパラギン酸」の相互作用ポテンシャルデータと、「グルタミン酸」の相互作用ポテンシャルデータとの誤差（ＲＭＳＥ）は、「０．０６」であり、両者の相互作用ポテンシャルは、類似している（グラフ１２３１参照）。
【0086】
ここで、符号１２２０と符号１２３０とを対比すると、探索対象の中分子の粗視化モデルが「アスパラギン酸」であった場合、構造類似度のみで判定すると、「グルタミン酸」ではなく、「アスパラギン」が探索結果として出力されることになる。「アスパラギン」の構造類似度（＝０．９２）＞「グルタミン酸」の構造類似度（＝０．８９）の関係にあるからである。
【0087】
しかしながら、グラフ１２２１から明らかなように、「アスパラギン酸」の相互作用ポテンシャルと、「アスパラギン」の相互作用ポテンシャルとは、非類似である。つまり、構造類似度のみで判定した場合、誤った探索結果が出力されることになる。
【0088】
一方、総合類似度で判定すると、「グルタミン酸」が探索結果として出力されることになる。「アスパラギン」の総合類似度（＝０．４６）＜「グルタミン酸」の総合類似度（＝０．９５）の関係にあるからである。
【0089】
そして、グラフ１２３１から明らかなように、「アスパラギン酸」の相互作用ポテンシャルと、「グルタミン酸」の相互作用ポテンシャルとは、類似している。つまり、総合類似度を用いて判定した場合、正しい探索結果が出力されることになる。
【0090】
＜安定構造探索処理の流れ＞
次に、安定構造探索システム１００による安定構造探索処理の流れについて説明する。図１３は、安定構造探索処理の流れを示すフローチャートである。
次に、安定構造探索システム１００による安定構造探索処理の流れについて説明する。図１３は、安定構造探索処理の流れを示すフローチャートである。
【0091】
ステップＳ１３０１において、端末装置１１０は、探索対象情報として、探索対象の中分子の粗視化モデルに含まれる粗視化粒子（分子）の構造情報と、探索対象の中分子の粗視化モデルに含まれる粗視化粒子（分子）の電荷情報とを取得する。
【0092】
ステップＳ１３０２において、端末装置１１０は、アミノ酸残基情報格納部１１５より、アミノ酸１残基の情報３００を読み出す。
【0093】
ステップＳ１３０３において、端末装置１１０は、アミノ酸１残基の情報３００に含まれるアミノ酸１残基の種類の数をカウントするカウンタｍに１を入力する。
【0094】
ステップＳ１３０４において、端末装置１１０は、探索対象情報と、ｍ番目のアミノ酸１残基の構造情報及び電荷情報とに基づいて、ｍ番目の算出用情報（構造類似度算出用情報、電荷類似度算出用情報）を算出する。
【0095】
ステップＳ１３０５において、端末装置１１０は、ｍ番目の算出用情報をイジング装置１２０に送信する。
【0096】
ステップＳ１３０６において、イジング装置１２０は、端末装置１１０より受信したｍ番目の算出用情報に基づいて、
・探索対象の中分子の粗視化モデルに含まれる、相互作用ポテンシャルが算出されていない粗視化粒子（分子）と、
・相互作用ポテンシャルが既知のｍ番目のアミノ酸１残基と、
の構造類似度を算出する。
・探索対象の中分子の粗視化モデルに含まれる、相互作用ポテンシャルが算出されていない粗視化粒子（分子）と、
・相互作用ポテンシャルが既知のｍ番目のアミノ酸１残基と、
の構造類似度を算出する。
【0097】
ステップＳ１３０７において、イジング装置１２０は、端末装置１１０より受信したｍ番目の算出用情報に基づいて、
・探索対象の中分子の粗視化モデルに含まれる、相互作用ポテンシャルが算出されていない粗視化粒子（分子）と、
・相互作用ポテンシャルが既知のｍ番目のアミノ酸１残基と、
の電荷類似度を算出する。
・探索対象の中分子の粗視化モデルに含まれる、相互作用ポテンシャルが算出されていない粗視化粒子（分子）と、
・相互作用ポテンシャルが既知のｍ番目のアミノ酸１残基と、
の電荷類似度を算出する。
【0098】
ステップＳ１３０８において、イジング装置１２０は、構造類似度と電荷類似度とに基づいて、総合類似度を算出し、端末装置１１０に送信する。
【0099】
ステップＳ１３０９において、端末装置１１０は、相互作用ポテンシャルが既知の全ての種類のアミノ酸１残基について、総合類似度を算出したか否かを判定する。
【0100】
ステップＳ１３０９において、総合類似度を算出していない、相互作用ポテンシャルが既知のアミノ酸１残基があると判定した場合には（ステップＳ１３０９においてＮＯの場合には）、ステップＳ１３１０に進む。
【0101】
ステップＳ１３１０において、端末装置１１０は、相互作用ポテンシャルが既知のアミノ酸１残基の種類の数をカウントするカウンタｍをインクリメントしたうえで、ステップＳ１３０４に戻る。
【0102】
一方、ステップＳ１３０９において、相互作用ポテンシャルが既知の全ての種類のアミノ酸１残基について、総合類似度を算出したと判定した場合には（ステップＳ１３０９においてＹＥＳの場合には）、ステップＳ１３１１に進む。
【0103】
ステップＳ１３１１において、端末装置１１０は、イジング装置１２０から送信された複数の総合類似度の中から、最大の総合類似度に対応するアミノ酸１残基を抽出する。また、端末装置１１０は、アミノ酸残基情報格納部１１５を参照し、抽出したアミノ酸１残基に対応付けられた相互作用ポテンシャルデータを読み出す。
【0104】
ステップＳ１３１２において、端末装置１１０は、読み出した相互作用ポテンシャルデータを用いて、探索対象の中分子の粗視化モデルの安定構造を探索する。また、端末装置１１０は、探索した安定構造による粗視化モデルの分子構造（各粗視化粒子（各分子）の配置）を出力する。
【0105】
以上の説明から明らかなように、第１の実施形態に係る安定構造探索システム１００は、相互作用ポテンシャルが既知の複数種類の粗視化粒子（分子）それぞれと探索対象の中分子の粗視化モデルに含まれる粗視化粒子（分子（第１分子に対応））との間の構造類似度を算出する。
【0106】
また、安定構造探索システム１００は、相互作用ポテンシャルが既知の複数種類の粗視化粒子（分子）と、探索対象の中分子の粗視化モデルに含まれる粗視化粒子（分子（第１分子に対応））との間の電荷類似度を算出する。
【0107】
また、安定構造探索システム１００は、構造類似度と電荷類似度とを重み付け加算する。また、安定構造探索システム１００は、重み付け加算した結果に基づいて、相互作用ポテンシャルが既知の複数種類の粗視化粒子（分子）の中から、１の粗視化粒子（分子（第２分子に対応））を抽出する。
【0108】
また、安定構造探索システム１００は、抽出した粗視化粒子（分子（第２分子に対応））の相互作用ポテンシャルを用いることで、粗視化モデルに含まれる粗視化粒子（分子（第１分子に対応））の様々な配置におけるエネルギを算出する。更に、安定構造探索システム１００は、算出したエネルギが所定の条件を満たす、探索対象の中分子の粗視化モデルの分子構造を特定する。
【0109】
このように、安定構造探索システム１００では、探索対象の中分子の粗視化モデルの安定構造を探索するにあたり、探索対象の中分子の粗視化モデルに含まれる粗視化粒子（分子）と構造及び電荷が類似する粗視化粒子（分子）の相互作用ポテンシャルを用いる。これにより、安定構造探索システム１００によれば、探索対象の中分子の粗視化モデルに、相互作用ポテンシャルが算出されていない粗視化粒子（分子）が含まれていた場合でも、相互作用ポテンシャルを算出する必要がない。このため、相互作用ポテンシャルを算出するのに要する膨大な時間を削減することができる。
【0110】
この結果、第１の実施形態によれば、中分子の安定構造を効率的に探索することができる。
【0111】
［第２の実施形態］
上記第１の実施形態では、安定構造探索システム１００が端末装置１１０とイジング装置１２０とを有するものとして説明した。しかしながら、安定構造探索システム１００は、端末装置１１０とイジング装置１２０以外の装置（つまり、３台以上の装置）により形成されてもよい。あるいは、安定構造探索システム１００は、一体化された装置（つまり、１台の装置）により形成されてもよい。この場合、安定構造探索処理（図１３）は、当該１台の装置により、安定構造探索プログラム（探索プログラム＋類似度算出プログラム）が実行されることで実現されることになる。
上記第１の実施形態では、安定構造探索システム１００が端末装置１１０とイジング装置１２０とを有するものとして説明した。しかしながら、安定構造探索システム１００は、端末装置１１０とイジング装置１２０以外の装置（つまり、３台以上の装置）により形成されてもよい。あるいは、安定構造探索システム１００は、一体化された装置（つまり、１台の装置）により形成されてもよい。この場合、安定構造探索処理（図１３）は、当該１台の装置により、安定構造探索プログラム（探索プログラム＋類似度算出プログラム）が実行されることで実現されることになる。
【0112】
また、上記第１の実施形態では、端末装置１１０が、探索対象情報取得部１１１～安定構造探索部１１４を有し、イジング装置１２０が、構造類似度算出部１２１～総合類似度算出部１２３を有するものとして説明した。しかしながら、端末装置１１０の一部の機能は、イジング装置１２０において実現されてもよい。同様に、イジング装置１２０の一部の機能は、端末装置１１０において実現されてもよい。
【0113】
なお、開示の技術では、以下に記載する付記のような形態が考えられる。
（付記１）
相互作用ポテンシャルが既知の複数種類の分子それぞれと探索対象の中分子に含まれる第１分子との間の構造類似度と、前記複数種類の分子それぞれと前記第１分子との間の電荷類似度と、を重み付け加算する算出部と、
前記重み付け加算した結果に基づいて前記複数種類の分子の中から抽出された第２分子の前記相互作用ポテンシャルに基づき、前記探索対象の中分子の分子構造のエネルギを算出し、算出された前記エネルギが所定の条件を満たすかを特定する特定部と
を有する安定構造探索システム。
（付記２）
前記特定部は、前記中分子を粗視化した粗視化モデルに基づいて前記エネルギを算出する、付記１に記載の安定構造探索システム。
（付記３）
前記第２分子は、アミノ酸１残基である、付記１に記載の安定構造探索システム。
（付記４）
前記構造類似度は、前記第１分子と前記第２分子との間の共通する部分構造のうち最大のものを求めることで算出される、付記２に記載の安定構造探索システム。
（付記５）
前記構造類似度は、粗視化モデルをグラフ化し、コンフリクトグラフを生成することで算出される、付記４に記載の安定構造探索システム。
（付記６）
前記電荷類似度は、前記第１分子が有する電荷の種類と、前記第２分子が有する電荷の種類とに基づいて算出される、付記２に記載の安定構造探索システム。
（付記７）
相互作用ポテンシャルが既知の複数種類の分子それぞれと探索対象の中分子に含まれる第１分子との間の構造類似度と、前記複数種類の分子それぞれと前記第１分子との間の電荷類似度と、を重み付け加算し、
前記重み付け加算した結果に基づいて前記複数種類の分子の中から抽出された第２分子の前記相互作用ポテンシャルに基づき、前記探索対象の中分子の分子構造のエネルギを算出し、算出された前記エネルギが所定の条件を満たすかを特定する、
処理をコンピュータが実行する安定構造探索方法。
（付記８）
相互作用ポテンシャルが既知の複数種類の分子それぞれと探索対象の中分子に含まれる第１分子との間の構造類似度と、前記複数種類の分子それぞれと前記第１分子との間の電荷類似度と、を重み付け加算し、
前記重み付け加算した結果に基づいて前記複数種類の分子の中から抽出された第２分子の前記相互作用ポテンシャルに基づき、前記探索対象の中分子の分子構造のエネルギを算出し、算出された前記エネルギが所定の条件を満たすかを特定する、
処理をコンピュータに実行させるための安定構造探索プログラム。
（付記１）
相互作用ポテンシャルが既知の複数種類の分子それぞれと探索対象の中分子に含まれる第１分子との間の構造類似度と、前記複数種類の分子それぞれと前記第１分子との間の電荷類似度と、を重み付け加算する算出部と、
前記重み付け加算した結果に基づいて前記複数種類の分子の中から抽出された第２分子の前記相互作用ポテンシャルに基づき、前記探索対象の中分子の分子構造のエネルギを算出し、算出された前記エネルギが所定の条件を満たすかを特定する特定部と
を有する安定構造探索システム。
（付記２）
前記特定部は、前記中分子を粗視化した粗視化モデルに基づいて前記エネルギを算出する、付記１に記載の安定構造探索システム。
（付記３）
前記第２分子は、アミノ酸１残基である、付記１に記載の安定構造探索システム。
（付記４）
前記構造類似度は、前記第１分子と前記第２分子との間の共通する部分構造のうち最大のものを求めることで算出される、付記２に記載の安定構造探索システム。
（付記５）
前記構造類似度は、粗視化モデルをグラフ化し、コンフリクトグラフを生成することで算出される、付記４に記載の安定構造探索システム。
（付記６）
前記電荷類似度は、前記第１分子が有する電荷の種類と、前記第２分子が有する電荷の種類とに基づいて算出される、付記２に記載の安定構造探索システム。
（付記７）
相互作用ポテンシャルが既知の複数種類の分子それぞれと探索対象の中分子に含まれる第１分子との間の構造類似度と、前記複数種類の分子それぞれと前記第１分子との間の電荷類似度と、を重み付け加算し、
前記重み付け加算した結果に基づいて前記複数種類の分子の中から抽出された第２分子の前記相互作用ポテンシャルに基づき、前記探索対象の中分子の分子構造のエネルギを算出し、算出された前記エネルギが所定の条件を満たすかを特定する、
処理をコンピュータが実行する安定構造探索方法。
（付記８）
相互作用ポテンシャルが既知の複数種類の分子それぞれと探索対象の中分子に含まれる第１分子との間の構造類似度と、前記複数種類の分子それぞれと前記第１分子との間の電荷類似度と、を重み付け加算し、
前記重み付け加算した結果に基づいて前記複数種類の分子の中から抽出された第２分子の前記相互作用ポテンシャルに基づき、前記探索対象の中分子の分子構造のエネルギを算出し、算出された前記エネルギが所定の条件を満たすかを特定する、
処理をコンピュータに実行させるための安定構造探索プログラム。
【0114】
なお、上記実施形態に挙げた構成等に、その他の要素との組み合わせ等、ここで示した構成に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
【符号の説明】
【0115】
１００ ：安定構造探索システム
１１０ ：端末装置
１１１ ：探索対象情報取得部
１１２ ：類似度算出用情報入力部
１１３ ：相互作用ポテンシャル取得部
１１４ ：安定構造探索部
１２１ ：構造類似度算出部
１２２ ：電荷類似度算出部
１２３ ：総合類似度算出部
３００ ：アミノ酸１残基の情報
４０１ ：構造情報取得部
４０２ ：グラフ化部
４０３ ：コンフリクトグラフ生成部
４０４ ：構造類似度算出用情報取得部
４０５ ：電荷類似度算出用情報取得部
４０６ ：送信部
１１０ ：端末装置
１１１ ：探索対象情報取得部
１１２ ：類似度算出用情報入力部
１１３ ：相互作用ポテンシャル取得部
１１４ ：安定構造探索部
１２１ ：構造類似度算出部
１２２ ：電荷類似度算出部
１２３ ：総合類似度算出部
３００ ：アミノ酸１残基の情報
４０１ ：構造情報取得部
４０２ ：グラフ化部
４０３ ：コンフリクトグラフ生成部
４０４ ：構造類似度算出用情報取得部
４０５ ：電荷類似度算出用情報取得部
４０６ ：送信部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】