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2020 年度 実績報告書

保護基を用いない高原子効率のマイクロフローペプチド鎖伸長法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H03053
研究機関名古屋大学

研究代表者

布施 新一郎  名古屋大学, 創薬科学研究科, 教授 (00505844)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワードペプチド / 無保護アミノ酸 / アミド化 / マイクロフロー / 機械学習
研究実績の概要

前年度までの研究により、基質の種類によって反応成績がかなり変わることが判明した。ペプチドやアミノ酸の組み合わせは膨大であり、これらの基質を変える毎に合成条件の最適化を行う場合、多大な労力と時間を要することになる。この手法をさらに実用的なものとするには、今後基質の組み合わせによってどのような反応条件を設定すれば、最も高い成績が得られるかを事前予測できるようにすることが重要であるとの考えに至った。そこで、最終年度にはこれを実現するための第一歩として、基質の組み合わせをまずは固定して、様々な条件下における最低100以上の反応成績を収集し、得られたデータを機械学習により解析することで今後の事前予測を実現するアプローチの構築を目指した。実際にマイクロフロー合成実験を180条件分実施し、HPLC解析により各々の条件における目的物の収率とエピマーの収率を同定した。180条件の内、70%にあたる126条件分をトレーニングデータセット、30%にあたる54条件分をテストデータセットとして、Ridge回帰モデル、Lasso回帰モデル、サポートベクター回帰モデル、ランダムフォレスト回帰モデル、ニューラルネットワークを学習器として用いて、機械学習を実施し、予測精度を評価した。その結果、検討した学習器の中ではランダムフォレストおよびニューラルネットワークが高い予測精度を示し、特にランダムフォレストはより少ないトレーニングデータセット数でも予測精度が維持されることがわかった。また、ニューラルネットワークでは高い予測精度を得るために、適切なハイパーパラメータ―の設定が肝要であることが示唆された。また、この検討の過程で、当初予測していなかったパラメーターが副反応に重大な影響を及ぼすことが示唆され、未知の反応機構により副反応が進行している可能性が浮上した。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 6件) 図書 (1件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] マイクロフロー合成技術による次世代医薬品(ペプチド)合成法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      布施新一郎
    • 雑誌名

      月間 PHARMSTAGE

      巻: 11 ページ: 13-22

  • [雑誌論文] マイクロフロー合成法を駆動力とするペプチド合成の革新2020

    • 著者名/発表者名
      布施新一郎
    • 雑誌名

      MEDCHEM NEWS

      巻: 30 ページ: 193-199

  • [学会発表] マイクロフローアミド結合形成法が駆動する創薬の革新2021

    • 著者名/発表者名
      Shinichiro Fuse
    • 学会等名
      Kanazawa University Sakigake Project 2020 Seminar 3rd Ohmiya Lab and Takeda Virtual Symposium
    • 招待講演
  • [学会発表] マイクロフロー合成法を駆使する古くて新しい有機合成法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      布施新一郎
    • 学会等名
      有機合成化学協会東海支部主催 令和2年度有機合成セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] マイクロフロー合成、自動合成による医薬品生産の革新2020

    • 著者名/発表者名
      布施新一郎
    • 学会等名
      化学工学会関東支部第52回Continuing Educationシリーズ講習会「医薬品原薬のフロー合成」-1日でわかるフロー合成の要素技術からシステム・情報まで-
    • 招待講演
  • [学会発表] 創薬研究の自動化の動向と「いったい今後はどうなるのか?」問題2020

    • 著者名/発表者名
      布施新一郎
    • 学会等名
      武田薬品プロセスケミストリーデベロップメントシンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] 有機合成の自動化・遠隔化の波とフロー合成の今後2020

    • 著者名/発表者名
      布施新一郎
    • 学会等名
      近畿化学協会フロー・マイクロ合成研究会第88回研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of amide bond formation via mixed carbonic anhydride in a micro-flow reactor2020

    • 著者名/発表者名
      Shinichiro Fuse
    • 学会等名
      6th International Symposium on Middle Molecular Strategy (ISMMS-6)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] フロー合成、連続生産のプロセス設計、条件設定と応用事例2020

    • 著者名/発表者名
      布施新一郎
    • 総ページ数
      16
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      978-4-86104-820-3
  • [備考] 名古屋大学創薬科学研究科 基盤創薬学専攻プロセス化学分野ホームページ

    • URL

      http://www.ps.nagoya-u.ac.jp/lab_pages/chemprocess/

  • [産業財産権] アミドの製造方法2020

    • 発明者名
      布施新一郎, 増田耕志郎, 小竹佑磨, 中村浩之
    • 権利者名
      布施新一郎, 増田耕志郎, 小竹佑磨, 中村浩之
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      WO2020/175023 A1
    • 外国

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公開日: 2021-12-27  

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