コンピュータシミュレーション

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コンピュータシミュレーション

別名：計算機シミュレーション
【英】computer simulation

コンピュータシミュレーションとは、何らかの現象をコンピュータでシミュレート（模擬試験）することである。

コンピュータシミュレーションでは、物理学や経済学など人の手では計算困難な複雑な事象をコンピュータを用いて模擬的に計算する。事象が変化する要素を変数として与え、様々な擬似的、かつ、仮説的状況を作り出すことで、理論や実験では得られない成果を生み出すことができる。

コンピュータシミュレーションは、非線形に代表されるような複雑系においては欠かせない存在になっている上、コンピュータの性能向上に伴い複雑で時間のかかる計算も瞬時に行えるようになってきており、研究分野や産業界では大きな期待が持たれている。

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コンピュータシミュレーション

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/03/20 10:26 UTC 版)

「天然変性タンパク質」の記事における「コンピュータシミュレーション」の解説

IDPは構造的不均質性が高いため、NMRやSAXSによる実験的パラメータとして得られるのは多数のきわめて多様なディスオーダー状態の平均（ディスオーダー状態のアンサンブル）である。したがって、これらの実験的パラメータの構造的示唆を理解するためには、コンピュータシミュレーションによってアンサンブルを正確に表現する必要がある。全原子分子動力学シミュレーションはこの目的で用いられることもあるが、ディスオーダータンパク質を表す力場の正確さという限界が存在する。しかしながら、一部の力場はディスオーダータンパク質のNMRデータを用いてパラメータが最適化され、ディスオーダータンパク質の研究のために特化した開発がなされている（例としてはCHARMM 22*、CHARMM 32、Amber ff03*など）。 実験的パラメータによって束縛された分子動力学シミュレーション（restrained-MD）もディスオーダータンパク質を特徴づけるために利用されている。基本的に、（正確な力場を用いた）MDシミュレーションによる全コンフォメーション空間のサンプリングは十分長い時間がかかる。IDPは構造的不均一性がきわめて高いため、計算に必要とされるタイムスケールはきわめて大きく、計算能力の限界もある。しかし、加速化MDシミュレーション、レプリカ交換シミュレーション、メタダイナミクス、マルチカノニカルMDシミュレーション、粗視化を用いる手法など、他の計算技術がより広いコンフォメーション空間をより小さなタイムスケールでサンプリングするために利用されている。 さらに、遺伝子や染色体バンドのGC含量の定量分析に基づいた研究など、IDPを分析するさまざまなプロトコルや手法が機能的IDP断片の理解のために用いられている。