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2012 年度 実績報告書

分子シミュレーションによる高活性リガンド探索法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22590110
研究機関近畿大学

研究代表者

仲西 功  近畿大学, 薬学部, 教授 (10362576)

研究分担者 北浦 和夫  神戸大学, その他の研究科, 教授 (30132723)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワード熱力学積分法 / 水和エネルギー / 結合自由エネルギー / CK2
研究概要

医薬品設計においてシード・リード化合物中にメチル基や塩素原子を一つ導入したり、複素環のヘテロ原子の配置を変えたりすることにより、活性が一度に10倍以上向上することがしばしば観察される。このような活性変化(結合エネルギー変化)を熱力学積分(TI)法を用いて、精度よく予測することを目標としている。
最終年度は、これまでの検討で実測値を精度よく再現できたCK2α複合体系において、1)計算時間の短縮化、2)再現性、3)計算ツールによる差、について検討した。その結果、1)においては、周期境界条件における系の大きさを変更し、計算系に含まれる溶媒(水)分子の数を減少させることにより、計算精度を落とすことなく計算時間を1.5~2倍向上させることができた。TI法による結合エネルギー計算は、一つの計算に要する時間が膨大(1~2週間)であるため、この時間短縮の効果は大きい。また、同じ計算を初速度をランダムに変えて3度実施したが、計算値の差は0.2 kcal/mol以内であり再現性には全く問題はなかった。一方、計算ツール間の比較では、分子力場ベースのAmberとCHARMm間では、計算誤差の顕著な差はなかった。現状では、計算系のモデリングの方法が異なるため、計算時間の比較はできないが、原理的にツール間での差は無いと考えられる。一方、分子力場法とフラグメント分子軌道法との比較においては、計算系によっては全く異なる値が得られ、この点に付き検証が必要である。
これらの結果を受けて、あるCK2阻害剤を題材に特定の部位への種々の置換基の導入、あるいは、塩素基の導入により活性が上がる部位がないかを本法により予測した。その結果、塩素基を導入することにより活性を大幅に向上させうる部位が存在することが判明した。また、そのような部位を簡便に推定する方法を考案した。

現在までの達成度 (区分)
理由

24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

24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 2012 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] An Efficient Method to Evaluate Intermolecular Interaction Energies in Large Systems Using Overlapping Multicenter ONIOM and the Fragment Molecular Orbital Method.2012

    • 著者名/発表者名
      N. Asada, D. G. Fedorov, K. Kitaura, I. Nakanishi, K. M. Merz.
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. Lett.

      巻: 3 ページ: 2604-2610

    • DOI

      DOI:10.1021/jz3010688

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design and synthesis of a novel class of CK2 inhibitors: application of copper- and gold-catalysed cascade reactions for fused nitrogen heterocycles.2012

    • 著者名/発表者名
      Yamato Suzuki
    • 雑誌名

      Org. Biomol. Chem.

      巻: 10 ページ: 4907-4915

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Subtle structural changes in tetrahydroquinolines, a new class of nonsteroidal selective androgen receptor modulators, induce different functions.2012

    • 著者名/発表者名
      Naoya Nagata
    • 雑誌名

      J. Chem. Inf. Model.

      巻: 52 ページ: 2257-2264

    • 査読あり
  • [雑誌論文] In silico design, synthesis and evaluation of 3'-O-benzylated analogs of salacinol, a potent a-glucosidase inhibitor isolated from an Ayurvedic traditional medicine ‘‘Salacia’’.2012

    • 著者名/発表者名
      Genzoh Tanabe
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 48 ページ: 8646-8648

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Role of the side chain stereochemistry in the α-glucosidase inhibitory activity of kotalanol, a potent natural α-glucosidase inhibitor, Part 2.2012

    • 著者名/発表者名
      Genzoh Tanabe
    • 雑誌名

      Bioorg. Med. Chem.

      巻: 20 ページ: 6321-6334

    • 査読あり
  • [学会発表] 非経験的フラグメント分子軌道法を活用した高活性Protein Kinase CK2 阻害剤の設計2012

    • 著者名/発表者名
      呉 竜英
    • 学会等名
      第40回構造活性相関シンポジウム
    • 発表場所
      岡崎
    • 年月日
      20121129-20121130
  • [学会発表] フェニルアゾール骨格を有する新規プロテインキナーゼCK2阻害剤の開発2012

    • 著者名/発表者名
      侯 増燁
    • 学会等名
      第42回複素環化学討論会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20121011-20121013
  • [学会発表] Binding energy estimation of CK2 inhibitors by the ab initio-based fragment molecular orbital method.2012

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhide Kure
    • 学会等名
      22nd International Medicinal Chemistry Symposium 2012
    • 発表場所
      Berlin
    • 年月日
      20120902-20120906
  • [学会発表] 溶媒中における3(5)-Amino-5(3)-arylpyrazole誘導体の互変異性体存在比率の予測2012

    • 著者名/発表者名
      呉 竜英
    • 学会等名
      第10回次世代を担う若手のためのフィジカル・ファーマフォーラム
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20120806-20120807
  • [学会発表] アザインドール骨格またはフェニルアゾール骨格を有する新規プロテインキナーゼCK2阻害剤の開発研究2012

    • 著者名/発表者名
      侯 増カ
    • 学会等名
      第10回次世代を担う有機化学シンポジウム
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      20120511-20120512
  • [学会発表] 分子シミュレーションを用いたProtein Kinase CK2 阻害剤の活性予測

    • 著者名/発表者名
      中西 伸介
    • 学会等名
      第62回日本薬学会近畿支部大会
    • 発表場所
      兵庫

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公開日: 2014-07-24  

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