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2013 年度 実績報告書

多目的最適化と対話型最適化を利用した蛋白質-リガンドドッキングプログラムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 23790137
研究機関金沢大学

研究代表者

小田 彰史  金沢大学, 薬学系, 准教授 (50433511)

キーワードタンパク質-リガンドドッキング / 多目的最適化 / 対話型最適化 / 分子シミュレーション / Ligand-based drug design
研究概要

平成25年度は、前年度に引き続いて多目的最適化の概念をタンパク質-リガンドドッキングに応用する研究を行ったとともに、多数得られるドッキングポーズのいずれを選択するかについていくつかの方法を試行した。前年度までに使用するスコア関数の組み合わせを制限して偽陽性を減らす方法や、Ligand-Based Drug Design (LBDD) の技術を用いてドッキングポーズを選別する方法について検討してきたが、本年度では実験データが存在する場合にそれを利用する方法や、分子シミュレーションの結果を参考にしてドッキングポーズを選択する方法について調査を行った。計算機を利用した創薬は実験と協働して機能することが望まれているが、タンパク質-リガンド複合体構造の推定においてもそれが有用であることを示した。分子シミュレーションはそれと対照的に計算化学的な方法であるが、これについては実験的なデータが得られていない(あるいはそもそも得にくい)系に対しても検討することが可能であることがわかった。
また一方で、ドッキング手法そのものについての検討も行った。コンピュータで用意したリガンドの立体構造がドッキング結果にどのような影響を及ぼすか、いくつかのドッキングソフトウェアに対してベンチマークを行った。またホウ素含有化合物やアミノ酸の変異過程における中間体など、従来計算化学で扱うことの困難であった系を扱えるようにするためのパラメータの構築についても行った。
研究機関全体を通じて、多目的最適化をタンパク質-リガンドドッキングに応用する手法を構築し、また得られたドッキングポーズを実験データやLBDD手法、分子シミュレーションなどを用いて対話的に処理するための方策についても確立した。これらの結果はin silico創薬において必須のタンパク質-リガンド複合体構造の構築に有用であることが期待できる。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 結合型D-アミノ酸についての計算機的研究2014

    • 著者名/発表者名
      小田彰史
    • 雑誌名

      D-アミノ酸学会誌

      巻: 2(1) ページ: 1-6

  • [雑誌論文] Effects of initial settings on computational protein-ligand docking accuracies for several docking programs2014

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Oda, Noriyuki Yamaotsu, Shuichi Hirono, Yurie Watanabe, Shuichi Fukuyoshi, Ohgi Takahashi
    • 雑誌名

      Molecular Simulation

      巻: 40 ページ: in press

  • [雑誌論文] Evaluation of influence of single nucleotide polymorphisms in cytochrome P450 2B6 on substrate recognition using computational docking and molecular dynamics simulation2014

    • 著者名/発表者名
      Kana Kobayashi, Ohgi Takahashi, Masahiro Hiratsuka, Noriyuki Yamaotsu, Shuichi Hirono, Yurie Watanabe, Akifumi Oda
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 9 ページ: in press

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multi-objective Optimizations for Selections of Protein-Ligand Docking Poses using Pareto Optima as a Consensus Score2014

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Oda, Shuichi Fukuyoshi, Ryoichi Nakagaki, Ohgi Takahashi
    • 雑誌名

      JPS Conference Proceedings

      巻: 1 ページ: 016005

    • DOI

      10.7566/JPSCP.1.016005

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluations of the conformational search accuracy of CAMDAS using experimental three-dimensional structures of protein-ligand complexes2013

    • 著者名/発表者名
      A. Oda, N. Yamaotsu, S. Hirono, Y. Takano, S. Fukuyoshi, R. Nakagaki, O. Takahashi
    • 雑誌名

      J. Phys. : Conf. Ser

      巻: 454 ページ: 012028

    • DOI

      10.1088/1742-6596/454/1/012028

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Determination of AMBER Force Field Parameters for Thioester by Quantum Chemical Calculations2013

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Oda, Shuichi Fukuyoshi, Ryoichi Nakagaki, and Ohgi Takahashi
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 42 ページ: 1206-1208

    • DOI

      10.1246/cl.130517

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 生命の起源におけるタンパク質ワールド仮説に登場する [GADV]-タンパク質のスレッディングおよびab initioモデリングによる立体構造推定2013

    • 著者名/発表者名
      小田彰史、福吉修一、中垣良一
    • 雑誌名

      Journal of Computer Aided Chemistry

      巻: 14 ページ: 23-35

    • DOI

      10.2751/jcac.14.23

    • 査読あり
  • [学会発表] PI3KがHDAC阻害剤ロミデプシンを認識する機構の分子動力学シミュレーションによる解析

    • 著者名/発表者名
      小田彰史、西條憲、石岡千加史、加藤正、福吉修一、中垣良一、高橋央宜
    • 学会等名
      日本薬学会第134年会
    • 発表場所
      熊本市総合体育館(熊本)
  • [学会発表] Effects of Initial Settings on Computational Protein-Ligand Docking Accuracies for several Docking Programs

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Oda, Noriyuki Yamaotsu, Shuichi Hirono, Yurie Watanabe, Shuichi Fukuyoshi, Ryoichi Nakagaki, Ohgi Takahashi
    • 学会等名
      3rd International Conference on Molecular Simulation
    • 発表場所
      Kobe International Conference Center (Kobe)
  • [学会発表] タンパク質中D-アミノ酸残基のin silico解析

    • 著者名/発表者名
      小田彰史
    • 学会等名
      ERATO浅野プロジェクト講演会・酵素化学工学セミナー
    • 発表場所
      富山県立大学(射水)
    • 招待講演
  • [学会発表] チオエステル周辺のAMBER力場の開発および評価

    • 著者名/発表者名
      小田彰史, 福吉修一, 中垣良一, 高橋央宜
    • 学会等名
      第51回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      京都国際会議場(京都)
  • [学会発表] TEDB-TB analogs as new classes of tubulin inhibitors

    • 著者名/発表者名
      Kyoko Nakagawa-Goto, Akifumi Oda, Ernest Hamel, Emika Ohkoshi, Bastow F Kenneth, Kuo-Hsiung Lee, Masuo Goto
    • 学会等名
      246th ACS National Meeting
    • 発表場所
      Indiana Convention Center (Indianapolis)
  • [学会発表] タンパク質中に残基として含まれるD-アミノ酸をコンピュータで取り扱う

    • 著者名/発表者名
      小田彰史
    • 学会等名
      第9回D-アミノ酸研究会学術講演会
    • 発表場所
      関西大学(吹田)
    • 招待講演
  • [学会発表] Computational studies on substrate recognition mechanism of protein L-isoaspartyl (D-aspartyl) O-methyltransferase

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Oda, Ikuhiko Noji, Kana Kobayashi, Shuichi Fukuyoshi, Ryoichi Nakagaki, Ohgi Takahashi
    • 学会等名
      International Conference on Structural Genomics 2013 -Structural Life Science-
    • 発表場所
      Keio Plaza Hotel Sapporo (Sapporo)
  • [学会発表] Novel consensus scoring strategy for evaluations of protein-ligand docking poses using multiobjective optimization

    • 著者名/発表者名
      A. Oda, S. Fukuyoshi, R. Nakagaki, O. Takahashi
    • 学会等名
      The 12th Asia Pacific Physics Conference
    • 発表場所
      Makuhari Messe (Chiba)
  • [備考] 金沢大学 活性相関物理化学研究室

    • URL

      http://www.p.kanazawa-u.ac.jp/~bukka/

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公開日: 2015-05-28  

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