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2011 年度 実施状況報告書

半経験的分子軌道法による歯科薬剤/材料の毒性評価と新規物質のデザイン

研究課題

研究課題/領域番号 23592898
研究機関明海大学

研究代表者

石原 真理子  明海大学, 歯学部, 講師 (50095329)

研究期間 (年度) 2011-04-28 – 2014-03-31
キーワードQSAR
研究概要

「研究の目的」は、半経験的分子軌道法による歯科薬剤/材料の毒性評価と新規物質のデザインのタイトルで歯科薬剤/材料などの毒性や生物学的活性能と化学構造との相関関係(定量的構造活性相関)を従来の方法、絶対ハードネス概念および三次元での分子の形を用いて検証し、さらに新規物質のデザインをすることである。「研究計画」は、フェノール化合物の細胞毒性、抗菌性の生物学的評価はHanschら(J Am Chem Soc)、methacrylates の毒性の詳細はAutiau ( J Dent Res )にデータベース化されている。そのデータをもとにmethacrylatesの定量的構造活性相関 (QSAR)を以下の活性子を用いて行う。最高被占軌道エネルギー(EHOMO)、最低空軌道エネルギー(ELUMO)、chemical hardness(η)= 1/2(ELUMO-EHOMO)、electron negativity(χ)=-1/2(ELUMO+EHOMO)、分子の立体形。上記の研究と並行して、口腔癌細胞に対して細胞傷害活性が予測される新規化合物(薬物)の構造活性相関をPM5法で行うことである。「研究成果」フェノール化合物の細胞毒性、抗菌性の生物学的評価のデータをもとにmethacrylatesの定量的構造活性相関 (QSAR)を以下の活性子を用いて行った。最高被占軌道エネルギー(EHOMO)、最低空軌道エネルギー(ELUMO)、chemical hardness(η)= 1/2(ELUMO-EHOMO)、electron negativity(χ)=-1/2(ELUMO+EHOMO)、分子の立体形。更に口腔癌細胞に対して細胞傷害活性が予測されたトリハロアセチルアズレン類の新規化合物(薬物)の構造活性相関をPM5法で行いトリハロアセチルアズレン類の新規化合物を42種類デザインした。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

平成23年度はフェノール化合物の細胞毒性、抗菌性の生物学的評価はHanschら(J Am Chem Soc)、methacrylates の毒性の詳細はAutiau ( J Dent Res )にデータベース化されているので、そのデータをもとにmethacrylatesの定量的構造活性相関 (QSAR)を以下の活性子を用いて行うことであった。最高被占軌道エネルギー(EHOMO)、最低空軌道エネルギー(ELUMO)、chemical hardness(η)= 1/2(ELUMO-EHOMO)、electron negativity(χ)=-1/2(ELUMO+EHOMO)、分子の立体形を求めた。更に24年度に予定していたフェノー化合物についても一部計算を行った。また上記の研究と並行して、口腔癌細胞に対して細胞傷害活性が予測される新規化合物(薬物)の構造活性相関をPM5法で行い、一部デザインした。

今後の研究の推進方策

「平成24年度」平成24年度は23年度に得られた結果を基にして、フェノール化合物の研究を更に行う。活性子としては、EHOMO、ELUMO、η、χ以外にフェノールのO―Hの解離エネルギー(BED)も計算し活性子とする。この領域はHansch が詳細に細胞毒性ばかりでなくアポトーシスの評価も行っているが、Hansch はBDEをLog Pのみを活性子としていてη、χ、分子の立体項については検討していない。したがって新しい知見がみつかるかもしれない。疎水性に関連する因子としてvan der waals 半径、双極子モーメント、水和の安定性などについて検討する。さらに上記の研究と並行して、口腔癌細胞に対して細胞傷害活性が予測される新規化合物(薬物)の構造活性相関をPM5法で行う予定である。

次年度の研究費の使用計画

「平成25年度」は広範囲にわたる置換基データベースを使用し、各物質性値算出パラメータから予測するACD/Structure Design Suiteソフトウエア(25年度申請)を用い、新規物質をデザインする。また平成24年度の結果を基にして、口腔癌細胞に対して細胞傷害活性が予測される新規化合物(薬物)のデザインを行う。さらに得られた結果を取りまとめ、研究の総括と、成果の発表を行う。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2011 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] "Quantitative Structure-Activity Relationship(QSAR) Analysis of Tumor-specificity of 1,2,3,4-Tetrahydroisoquinoline Derivatives2011

    • 著者名/発表者名
      Uesawa,Y., Mohri,K., Kawase,M., Ishihara, M., Sakagami, H.
    • 雑誌名

      ANTICANCER RESEARCH

      巻: 31 ページ: 4231-4238

    • 査読あり
  • [学会発表] Role of hydrogen peroxide in the cytotoxicity induction by sodium 5,6-benzylidene -L-ascorbate and benzaldehyde

    • 著者名/発表者名
      石原 真理子
    • 学会等名
      第85回日本薬理学会年会
    • 発表場所
      京都、国立京都国際会館
    • 年月日
      平成24年3月17日
  • [学会発表] 分子軌道法を用いた1,2,3,4-テトラヒドロイソキノリン誘導体の構造ー腫瘍選択性相関解析

    • 著者名/発表者名
      植沢芳広, 毛利公則, 河瀬雅美, 石原真理子, 坂上宏
    • 学会等名
      第85回日本薬理学会年会
    • 発表場所
      京都、国立京都国際会館
    • 年月日
      平成24年3月17日
  • [学会発表] ヒト口腔癌細胞に傷害活性を有する新規イソキノリン誘導体類のデザイン

    • 著者名/発表者名
      石原 真理子
    • 学会等名
      第53回歯科基礎医学会学術大会
    • 発表場所
      岐阜、長良川国際会議場
    • 年月日
      平成23年10月1日
  • [図書] New Food Industry 53 (10)2011

    • 著者名/発表者名
      坂上宏, 石原真理子, 齋藤潤, 東風幹子, 東風睦之
    • 総ページ数
      27-43
    • 出版者
      New Food Industry

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公開日: 2013-07-10  

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