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2018 年度 実績報告書

有機分子立体配座コードプログラムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K05711
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

和泉 博  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (20356455)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード立体配座 / 機能性有機分子 / IUPAC命名法 / 三次元化学構造検索 / プログラム / ケモインフォマティクス / 赤外円二色性分光法 / 創薬
研究実績の概要

2)CCOMプログラムを用いた3Dフラグメントデータベースの構築
昨年度開発した密度汎関数法(DFT)計算のための初期構造を自動生成するRingFragGenerationプログラムを用いて、1万を超えるキラル有機分子の立体配座解析を行った。実測の赤外円二色性(VCD)スペクトルを再現できた立体配座構造の中から、DFT振動数計算で得られたギブズ自由エネルギー値がおよそ1 kcal/molの範囲に収まる877個の安定な有機3Dフラグメントをデータベースに収集した。これにより、分子量300程度の有機分子であれば最大共通部分構造(MCS)を選択して初期構造を自動生成できることがわかった。さらに、プログラムの検証のためエリスロマイシン、エベロリムス、テムシロリムス、ブリオスタチン1のマクロライド分子の立体配座探索を行った。
昨年度報告したラパマイシン分子のオキサリル基の新規水素結合様式について、これまでの核磁気共鳴(NMR)を用いた溶液の解析ではX線結晶構造とよく似た構造をとると帰属されていることから議論になり、NMR解析との比較を含めた詳細な解析を再度行った。実測のVCDスペクトルから重クロロホルム溶液と重ジメチルスルホキシド溶液では明らかに構造に違いがみられ、重クロロホルム溶液では分子内水素結合により構造変化が起こり、オキサリル基の新規水素結合様式をとることが検証できた。さらに、NMRのDFT計算を行い、majorな異性体についてオキサリル基の新規水素結合様式をもつ立体配座とよい一致を示すことを確認した。また、立体配座コード文字列を出力するConfCodeView3プログラムを改良し、X線結晶構造データと比較するためcifファイルにも対応できるようにし、本解析に用いた。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件) 図書 (1件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] BioTools Inc./Syracuse University(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      BioTools Inc./Syracuse University
  • [雑誌論文] Consideration of the sequence rule in rule P-94.22018

    • 著者名/発表者名
      Izumi Hiroshi
    • 雑誌名

      Chemistry International

      巻: 40 ページ: 36~37

    • DOI

      10.1515/ci-2018-0323

    • 査読あり
  • [学会発表] インフォマティクスにむけたIUPAC有機化学命名法P-94.2順位則修正の提案2019

    • 著者名/発表者名
      和泉 博
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会 (2019)
  • [学会発表] Supersecondary Structure Code (SSSC) of Interferon α, β, and γ2018

    • 著者名/発表者名
      和泉 博
    • 学会等名
      JCUP IX
    • 国際学会
  • [学会発表] Consideration of the Sequence Rule in Rule P-94.2 of IUPAC "Blue Book" Nomenclature of Organic Chemistry2018

    • 著者名/発表者名
      和泉 博
    • 学会等名
      Chirality 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] IUPAC有機化学命名法(Blue Book)P-94.2中の順位則に関する考察2018

    • 著者名/発表者名
      和泉 博
    • 学会等名
      第29回基礎有機化学討論会
  • [図書] Protein Supersecondary Structures, Methods and Protocols, 2nd ed.2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Izumi
    • 総ページ数
      12
    • 出版者
      Springer Nature
    • ISBN
      978-1-4939-9161-7
  • [備考] プログラム公開ホームページ

    • URL

      http://researchmap.jp/read0004613/%E8%B3%87%E6%96%99%E5%85%AC%E9%96%8B/

  • [備考] 研究者ホームページ

    • URL

      https://staff.aist.go.jp/izumi.h/

  • [備考] 反応場設計研究グループホームページ

    • URL

      https://unit.aist.go.jp/emri/115rfd/ja/theme/theme4.html

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公開日: 2019-12-27  

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