2015 Fiscal Year Annual Research Report
生理活性分子の特徴抽出と合理的分子設計のための理論化学的研究
Publicly Offered Research
| Project Area | Chemical Biology using bioactive natural products as specific ligands: identification of molecular targets and regulation of bioactivity |
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| Project/Area Number |
26102733
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
相田 美砂子 広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (90175159)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 生理活性 / 非経験的分子軌道法 / 水和 / モンテカルロ法 / 分子動力学法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ケムバイオケム領域の実験研究者との共同研究として，非経験的分子軌道法およびQM/MM法を用いた理論化学計算を進めた。実験研究者から得た天然物リガンドについての構造情報のレベルに応じた計算手法をとった。①リガンドと受容体の結合状態におけるデータがある場合：類似化合物のX線による構造データが存在していたので，それを用いて，計算の初期座標を作成し，量子化学計算を実行した。いくつかの類似化合物における実験結果の違いを説明できるような，相互作用形式を提案することができた。②リガンドと受容体の結合状態におけるNMRによる情報だけがある場合：得られているNMRデータと矛盾のないような初期座標を作成し，量子化学計算を実行した。多くのコンフォメーションをとりえる分子であるが，いくつかの異なる置換基を導入した場合の実験結果を説明するような計算結果を得た。③構造についての情報が全くない場合：直接的に構造につながるデータがほとんど得られておらず，活性に関してのデータだけがある場合が最も多い。このような場合は，構造に関して可能性を絞込み，モデル計算をおこない，実験結果と定性的に整合性があるかどうかを確認する，というアプローチをとった。
生理活性分子は，水との相互作用という観点からみると，リガンドは次の2種に分けることができることを定量的に示した。①その構造自体は孤立状態と水溶液中で大きく変わらなくても，安定な水和構造を形成し，水の構造に大きな影響を及ぼす場合と、②適切な水和構造を形成するためには，リガンドの構造自体が変わらなくてはならない場合である。さらに，置換基の導入によって水素結合形成の度合いが異なることが当然予想されるが，親水性の置換基の導入が，必ずしも常に親水性の水素結合の形成につながるとは限らないことを計算で示した。これは，分子設計にとって非常に重要な知見である。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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