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2014 年度 実績報告書

自由エネルギー変化の線形表現による薬物・タンパク質相互作用エネルギーの超精密予測

研究課題

研究課題/領域番号 24590051
研究機関徳島大学

研究代表者

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

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード情報科学 / 定量的構造活性相関 / 分子科学計算 / 薬物・タンパク質相互作用
研究実績の概要

当初の年度計画に従い、1. LERE-代表エネルギー項評価の精密化および2. LERE-QSARを幾つかのタンパク質・リガンド系での検証を行った。
1. LERE-代表エネルギー項評価の精密化
(A) リガンド・タンパク質間の結合に大きな寄与をする分散力相互作用エネルギーの新しい評価法HF-Dtq法を提案しその有用性を確認した; HF-Dtqは非経験的分子軌道法HF(Hartree-Fock)から得られる分子間相互作用エネルギーに原子間距離に応じて古典的Lennard-Jones型分散力エネルギー項を加算する。HF-Dtqは比較的簡潔な表式と少ないパラメータにもかかわらず、分子間相互作用エネルギーを 0.6 kcal/mol以内で再現することが可能であり、従来のMP2法に比較し大幅な精度の向上と計算時間の短縮が可能とした。(B) LERE-QSARの結合自由エネルギー変化 (ΔG)の手順とは異なる自由エネルギー評価法 Bennett’s acceptance ratio (BAR)-Double annihilation (DA)法による一連のリガンド・タンパク質間のΔGを評価し、高精度の定量的構造活性相関解析が可能なことを示した。
2. LERE-QSARの応用と検証
(A) 従来の平衡論過程(すなわち阻害平衡定数)から速度論的過程(酵素触媒反応速度定数)へのLERE-QSAR法の適用拡大検証; 一連の馬尿酸フェニルエステル・トリプシンの触媒反応速度への拡張応用, (B) 亜鉛含有タンパク質Matrix Metalloproteinase-12 と一連のアリルスルフォン誘導体へ高精度の分散力相互作用エネルギー項を導入したLERE-QSAR法の適用, (C) BAR-DA法を用いた一連のGlycogen Synthase Kinase-3β誘導体の定量的構造活性相関; いずれの場合においても十分な精度 (<0.6 kcal/mol)での実測のΔGを予測することを示した。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2014 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] QSAR Study on the Inhibition Mechanism of Matrix Metalloproteinase-12 by Arylsulfone Analogues Based on Molecular Orbital Calculations2014

    • 著者名/発表者名
      Seiji Hitaoka, Hiroshi Chuman, kazunari Yoshizawa
    • 雑誌名

      Org. Biomol. Chem.

      巻: 13 ページ: 793-806

    • DOI

      10.1039/C4OB01843E

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Connecting Classical QSAR and LERE Analyses Using Modern Molecular Calculations, LERE-QSAR (VI): Hydrolysis of Substituted Hippuric Acid Phenyl Esters by Trypsin2014

    • 著者名/発表者名
      Akira Mashima, Masahiro Kurahashi, Katsunori Sasahara, Tatsusada Yoshida, Hiroshi Chuman
    • 雑誌名

      Mol. Info.

      巻: 33 ページ: 802-814

    • DOI

      10.1002/minf.201400099

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Binding Free-Energy Calculation is a Powerful Tool for Drug Optimization: Calculation and Measurement of Binding Free Energy for 7-Azaindole Derivatives to Glycogen Synthase Kinase-3β2014

    • 著者名/発表者名
      Kunihiro Kitamura, Yunoshin Tamura, Tomokazu Ueki, Koji Ogata, Shigeho Noda, Ryutaro Himeno, Hiroshi Chuman
    • 雑誌名

      J. Chem. Inf. Model.

      巻: 54 ページ: 1653-1660

    • DOI

      10.1021/ci400719v

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Simple and Efficient Dispersion Correction to the Hartree-Fock Theory2014

    • 著者名/発表者名
      Tatsusada Yoshida, Akira Mashima, Katsunori Sasahara, Hiroshi Chuman
    • 雑誌名

      Bioorg. Med. Chem. Lett.

      巻: 24 ページ: 1037-1042

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2014.01.020

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] リガンド-タンパク質の複合体形成における分散力相互座用の検討:LERE-QSAR解析における結合相互作用エネルギー項の定量的評価2014

    • 著者名/発表者名
      吉田達貞, 林敬久, 倉橋昌大, 馬島彬, 笹原克則, 中馬寛
    • 学会等名
      第42回構造活性相関シンポジウム
    • 発表場所
      くまもと森都心プラザ, 熊本県・熊本市
    • 年月日
      2014-11-14
  • [学会発表] 腫瘍懐死因子α変換酵素(TACE)とεラクタムヒドロキサム酸誘導体のLIE法に基づく解析, LERE-QSAR解析と検証2014

    • 著者名/発表者名
      野々下航, 濱野綾那, 岸優作, 吉田達貞, 中馬寛
    • 学会等名
      第42回構造活性相関シンポジウム
    • 発表場所
      くまもと森都心プラザ, 熊本県・熊本市
    • 年月日
      2014-11-14
  • [学会発表] 分子科学計算を用いたチオリダジンのCYP2D6による代謝過程の非経験的解析(Ⅰ)2014

    • 著者名/発表者名
      吉田達貞, 笹原克則, 馬島彬, 中馬寛
    • 学会等名
      第42回構造活性相関シンポジウム
    • 発表場所
      くまもと森都心プラザ, 熊本県・熊本市
    • 年月日
      2014-11-13
  • [学会発表] 触媒反応機構に基づいたインフルエンザ・ノイラミニダーゼとシアル酸誘導体との相互作用解析2014

    • 著者名/発表者名
      芝田雄登, 吉田達貞, 中馬寛
    • 学会等名
      第42回構造活性相関シンポジウム
    • 発表場所
      くまもと森都心プラザ, 熊本県・熊本市
    • 年月日
      2014-11-13
  • [学会発表] 馬尿酸フェニルエステルのシステインとセリンプロテアーゼの加水分解反応の分子科学計算による詳細解析(Ⅰ)2014

    • 著者名/発表者名
      倉橋昌大, 馬島彬, 吉田達貞, 中馬寛
    • 学会等名
      第42回構造活性相関シンポジウム
    • 発表場所
      くまもと森都心プラザ, 熊本県・熊本市
    • 年月日
      2014-11-13
  • [学会発表] 分子科学計算を用いたHIV-1 proteaseとアロフェニルノルスタチン骨格を持つ化合物と複合体の精密相互作用解析2014

    • 著者名/発表者名
      林敬久, 野脇静, 吉田達貞, 中馬寛
    • 学会等名
      第42回構造活性相関シンポジウム
    • 発表場所
      くまもと森都心プラザ, 熊本県・熊本市
    • 年月日
      2014-11-13
  • [学会発表] A New Era for Drug Discover: Revisitig Claddical QSAR and Seeking New Ones2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Chuman
    • 学会等名
      Asia Hub for e-Drug Discovery Symposium 2014
    • 発表場所
      Chengdu University, Chengdu (China)
    • 年月日
      2014-11-13
    • 招待講演
  • [学会発表] High Precision Prediction of Protein-Ligand Binding Free-Energy Change : Linear Expression by Representative Energy Terms2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Chuman
    • 学会等名
      5th French-Japanese Workshop on Computational Methods in Chemistry
    • 発表場所
      University of Strasbourg, Strasbourg (France)
    • 年月日
      2014-06-30
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体分子科学計算と定量的構造活性相関2014

    • 著者名/発表者名
      中馬寛
    • 学会等名
      第41回生体分子討論会
    • 発表場所
      九州大学西新プラザ, 福岡市・福岡県
    • 年月日
      2014-06-06
    • 招待講演
  • [備考] 徳島大学薬学部・薬科学教育部・創薬理論化学

    • URL

      http://www.tokushima-u.ac.jp/ph/faculty/labo/ana/

URL: 

公開日: 2016-06-01  

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