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液体の統計力学理論に基づくタンパク質の潜在的薬物受容能の予測法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23700356
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 生体生命情報学
研究機関理化学研究所

研究代表者

今井 隆志  理化学研究所, 分子機能シミュトション研究チーム, 上級研究員 (30373096)

研究期間 (年度) 2011
研究課題ステータス 中途終了 (2011年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2013年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2012年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2011年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワードインシリコ創薬 / 薬物受容能 / リガンドマッピング / 水和効果 / 統計力学
研究概要

タンパク質の薬物受容能は創薬プロセスの初期段階において非常に有益な情報であるため、その効果的な予測法が切望されている。本研究では、タンパク質の潜在的薬物受容能を計算機上で予測するための新しい方法論として、液体の統計力学理論(3D-RISM理論)に基づく予測法を開発することが目的である。本方法では、リガンドおよび水分子を統計力学的に扱うことにより、従来問題となっていた水の効果の取込および結合サイト探索の回避を可能とする。また、薬物フラグメントを用いることにより、薬物の多様性にも対処する。
平成23年度においては、タンパク質の構造が既知であり、それがリガンド結合によって変化しない場合を想定した上で、フラグメントを用いた3D-RISM-リガンドマッピング法に基づくタンパク質の薬物受容能予測法の有効性を検証した。ここでは、タンパク質の潜在的薬物受容能の一つの指標として、薬物フラグメントとしてのイソプロパノールの分布関数を高分布領域での積分したもの(つまり、フラグメントの結合能)を用いた。また、すでに薬物結合が報告されているタンパク質を数種類と薬物結合が期待できないタンパク質(コラーゲンなど)をテストタンパク質として用いた。その結果、薬物結合能が高いタンパク質は、非薬物結合性のタンパク質に比べ明らかに高いフラグメント結合能を持つことが分かった。
本研究は1年間での課題廃止のため、タンパク質の薬物結合能それ自体を予測できるまで方法論を完成するに至らなかったが、上記のように本研究で提案した方法が薬物結合能予測に有効であることは実証できた。

報告書

(1件)
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2011

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Functionality Mapping on Internal Surfaces of Multidrug Transporter AcrB Based on Molecular Theory of Solvation : Implications for Drug Efflux Pathway2011

    • 著者名/発表者名
      Takashi Imai, Naoyuki Miyashita, Yuji Sugita, Andriy Kovalenko, Fumio Hirata, Akinori Kidera
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.B

      巻: 115 号: 25 ページ: 8288-8295

    • DOI

      10.1021/jp2015758

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Novel Ligand-Mapping Method Based on Molecular Liquid Theory2011

    • 著者名/発表者名
      Takashi Imai
    • 雑誌名

      Current Pharmaceutical Design

      巻: 17 号: 17 ページ: 1685-1694

    • DOI

      10.2174/138161211796355092

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] インシリコ創薬の新機軸:3D-RISM理論(溶媒和の統計力学)に基づくリガンドマッピング法2011

    • 著者名/発表者名
      今井隆志
    • 学会等名
      京速コンピュータ「京」と創薬・医療の産学連携セミナー
    • 発表場所
      大阪(招待講演)
    • 年月日
      2011-10-19
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Toward Fragment-Based Drug Design Using the 3D-RISM Ligand-Mapping Method2011

    • 著者名/発表者名
      Takashi Imai, et al
    • 学会等名
      Korea-Japan Symposium on Statistical Mechanics Approaches to Nano/Bio-Sciences
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Toward Fragment-Based Drug Design Using a New Ligand-Mapping Method Based on Molecular Liquid Theory2011

    • 著者名/発表者名
      Takashi Imai, et al
    • 学会等名
      32nd Intermational Conference on Solution Chemistry
    • 発表場所
      La Grande Motte, France
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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