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2009 年度 実績報告書

疎水相互作用を取り入れた薬物分子-タンパク質の相互作用の理論・計算解析と応用

研究課題

研究課題/領域番号 20590036
研究機関徳島大学

研究代表者

中馬 寛  徳島大学, 大学院・ヘルスバイオサイエンス研究部, 教授 (20304545)

キーワード定量的構造活性相関 / 薬物-受容体相互作用エネルギー / 分配係数 / 疎水相互作用エネルギー / タンパク質の水和エネルギー / フラグメント型非経験的分子軌道法 / HIV-1プロテアーゼ阻害剤 / 炭酸脱水酵素阻害剤
研究概要

疎水相互作用の指標として用いられている化合物の分配係数log Pに関する理論計算結果に基づき、疎水相互作用を考慮した薬物-受容体相互作用エネルギーを表す一般理論モデル式を構築した。HIV-1プロテアーゼ・阻害剤および炭酸脱水酵素・阻害剤間の相互作用についての阻害活性値を一般Born式/接触表面積(GB/SA)による疎水相互作用・水和エネルギー項とフラグメント型非経験的分子軌道法(FMO)計算による複合体の結合エネルギー項からなる線形式を構築し、従来の古典的定量的構造活性相関解析法に比較を行い、本方法の優位性を検証・確認した。
以上の結果から、阻害剤と標的酵素の特定アミノ酸残基との電子的相互作用および疎水相互作用エネルギーが全体の結合エネルギーを支配していること、両者がほぼ実測の結合自由エネルギー変化と線形であること、さらに阻害剤が同族体の場合においては配座エントロピー項などこれら以外のエネルギー項も疎水相互作用あるいは結合エネルギーと線形であること等を明らかにした。
この他に、上記の方法と手順によって、ノイラミニダーゼとタミフル等の抗インフルエンザ剤の相互作用解析、フラボノイド等フェノール化合物のラジカル補足活性等の電子・原子レベルの定量的構造活性相関解析を行った。
上記の一連の研究結果を、疎水相互作用を取り込み、かつ非経験的分子軌道法計算に基づいた新しい定量的構造活性相関法として発表した。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (15件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Assessment of free energy expressions in RISM integral equation theory : Theoretical prediction of partition coefficients revisited2010

    • 著者名/発表者名
      Seiichiro Ten-no
    • 雑誌名

      Molecular Physics (In press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantitative Structure-Activity Relationship for Inhibition of CYP2B6 and CYP3A4 by Azole Compounds - Comparison with Their Binding Affinity2009

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Itokawa
    • 雑誌名

      QSAR Comb.Sci 28(6-7)

      ページ: 629-639

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Expression and Molecular Dynamics Studies on Effect of Amino Acid Substitutions at Arg344 in Human Cathepsin A on the Protein Local Conformation2009

    • 著者名/発表者名
      Tatsusada Yoshida
    • 雑誌名

      BBA-Proteins Proteomics 1794

      ページ: 1693-1699

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel Quantitative Structure-Activity Studies of HIV-1 Protease Inhibitors of the Cyclic Urea Type Using Descriptors Derived from Molecular Dynamics and Molecular Orbital Calculations2009

    • 著者名/発表者名
      Tatsusada Yoshida
    • 雑誌名

      Current Compter-Aided Drug Design 5(1)

      ページ: 38-55

    • 査読あり
  • [学会発表] Protein Inhibitors Using Full Ab Initio Molecular Orbital Calculations on Their Complex Structures with Protein2010

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Chuman
    • 学会等名
      CTDDR-2010
    • 発表場所
      Central Drug research Institute(Lucknow, India)
    • 年月日
      20100200
  • [学会発表] 非経験的分子軌道法計算による薬物-タンパク質複合体相互作用解析に基づく新しい定量的構造活性相関2010

    • 著者名/発表者名
      中馬寛
    • 学会等名
      第14回農薬相模セミナー
    • 発表場所
      (財)相模中央化学研究所(神奈川県綾瀬市)
    • 年月日
      2010-01-07
  • [学会発表] QSAR Study of Cyclic Urea Type HIV-1 Protease Inhibitors Using Ab Initio Fragment MO Calculation of Their Complex Structures with HIV-1 Protease2009

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Chuman
    • 学会等名
      CMTPI 2009
    • 発表場所
      Istanbul, Turkey
    • 年月日
      20090700
  • [学会発表] Comparative QSAR Analysis of a Series of Benzene Sulfonamide Inhibitors Using Ab Initio Fragment MO Calculation of Their Complex Structures with Carbonic Anhydrase2009

    • 著者名/発表者名
      Tatsusada Yoshida
    • 学会等名
      CMTPI 2009
    • 発表場所
      Istanbul, Turkey
    • 年月日
      20090700
  • [学会発表] Ab initio Fragment MO Study of Complexes between Influenza Neuraminidase-1 and Various Type of Sialic Acid Analogues2009

    • 著者名/発表者名
      Seiji Hitaoka
    • 学会等名
      The Second French-Japanese Workshop on Computational Methods in Chemistry 2009
    • 発表場所
      西宮市大学交流センター(西宮市)
    • 年月日
      2009-11-28
  • [学会発表] Expression and Molecular Dynamics Studies on Effect of Amino Acid Substitutions at Arg344 in Human Cathepsin A2009

    • 著者名/発表者名
      Seiji Hitaoka
    • 学会等名
      The Second French-Japanese Workshop on Computational Methods in Chemistry 2009
    • 発表場所
      西宮市大学交流センター(西宮市)
    • 年月日
      2009-11-28
  • [学会発表] QSAR Study of Cyclic Urea Type HIV-1 Protease Inhibitors Using Ab-Initio Fragment MO Calculation of Their Complex Structures with HIV-1 Protease2009

    • 著者名/発表者名
      Tatsusada Yoshida
    • 学会等名
      The Second French-Japanese Workshop on Computational Methods in Chemistry 2009
    • 発表場所
      西宮市大学交流センター(西宮市)
    • 年月日
      2009-11-28
  • [学会発表] Comparative QSAR Analysis of a Series of Benzene Sulfonamides Using Ab Initio Fragment MO Calculation of Their Complex Structures with Carbonic Anhydrase2009

    • 著者名/発表者名
      Tatsusada Yoshida
    • 学会等名
      The Second French-Japanese Workshop on Computational Methods in Chemistry 2009
    • 発表場所
      西宮市大学交流センター(西宮市)
    • 年月日
      2009-11-28
  • [学会発表] Ab initio Fragment MO Study of Complexes between Influenza Neuraminidase-land Various Type of Sialic Acid Analogues2009

    • 著者名/発表者名
      比多岡清司
    • 学会等名
      第37回構造活性相関シンポジウム
    • 発表場所
      北里大学薬学部コンベンションホール(東京)
    • 年月日
      2009-11-13
  • [学会発表] QSAR Studies Using Descriptors Derived from ab initio Fragment MO Calculation of Protein-Ligand Complex Structures2009

    • 著者名/発表者名
      吉田達貞
    • 学会等名
      第37回構造活性相関シンポジウム
    • 発表場所
      北里大学薬学部コンベンションホール(東京)
    • 年月日
      2009-11-13
  • [学会発表] Comparative QSAR Analyses of a Series of Benzene Sulfonamide Inhibitors Based on Ab Initio Fragment MO Calculation of Their Complex Structures with Carbonic Anhydrase2009

    • 著者名/発表者名
      Yohei Munei
    • 学会等名
      第37回構造活性相関シンポジウム
    • 発表場所
      北里大学薬学部コンベンションホール(東京)
    • 年月日
      2009-11-12
  • [学会発表] QSAR of DPPH Activity of Flavonoids Based on Ab Initio MO Studies of Hydrogen Radical Abstraction of Phenols2009

    • 著者名/発表者名
      Koji Hirozumi
    • 学会等名
      第37回構造活性相関シンポジウム
    • 発表場所
      北里大学薬学部コンベンションホール(東京)
    • 年月日
      2009-11-12
  • [学会発表] Expression and Molecular Dynamics Studies on Effect of Amino Acid Substitutions at Arg344 in Human Cathepsin A2009

    • 著者名/発表者名
      Seiji Hitaoka
    • 学会等名
      第37回構造活性相関シンポジウム
    • 発表場所
      北里大学薬学部コンベンションホール(東京)
    • 年月日
      2009-11-12
  • [学会発表] Theoretical Study of Hammett σ Constants Based on ab initio MO Analysis of Intermolecular Interaction2009

    • 著者名/発表者名
      Miho Shimizu
    • 学会等名
      第37回構造活性相関シンポジウム
    • 発表場所
      北里大学薬学部コンベンションホール(東京)
    • 年月日
      2009-11-12
  • [学会発表] 非経験的フラグメント分子軌道法の定量的構造活性相関への応用2009

    • 著者名/発表者名
      中馬寛
    • 学会等名
      シミュレーション技術の革新と実用化基盤の構築シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学弥生講堂一条ホール(東京)
    • 年月日
      2009-10-28
  • [図書] 遺伝子医学MOOK2009

    • 著者名/発表者名
      吉田達貞, 中馬寛
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      (株)メディカル ドゥ

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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