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Study of chiral recognition on polysaccharide derivatives using molecular simulation combined with data analysis method

分子模拟结合数据分析方法的多糖衍生物手性识别研究

基本信息

批准号：
21K05187
负责人：
湯井敏文
金额：
$ 2.75万
依托单位：
University of Miyazaki
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

光学異性体または鏡像異性体は、立体構造が互いに鏡に投影した関係にある対となる分子のことで、光学異性体の関係にある分子は、化学的、物理的に同じ性質を示す。生体が光学異性体に対してのみ識別する高い識別能を持つことから、キラル（光学異性体を持つ）な医薬品の開発・合成・製造過程において生理活性を示す一方の光学異性体の分離が大変重要である。この分離を行う装置の部材であるセルロース誘導体キラル充填剤は岡本佳男によって開発され、（株）ダイセルによって、今日、世界のトップシェアを占める種々の多糖誘導体キラル充填剤が商品化された。セルロースを含めた多糖類は、一般に、立体規則性高分子に相当し、自己組織化により溶液中ではロッド状形態、固体構造中では規則性らせん構造を形成する。らせんから外側に突き出したかさ高い置換基がらせん認識場として機能すると推測される。本申請研究は、多糖類誘導体が示す光学異性体分離現象を分子論的に解明するために、コンピュータ上で分子挙動を再現し、それらの性質を明らかにする分子シミュレーション手段を適用する。安定したキラル分離が再現される計算手段を確立し、種々のキラル分子と既存の多糖誘導体充填剤のシミュレーションモデル系へ解析対象を拡げ、それらに共通する分離機構モデルを提案する。本研究の将来展望として、シミュレーションが提供するキラル分離の分子描像や熱力学量等の体系的な計算結果と蓄積された膨大な分離実験データに対してデータ駆動型解析を適用し、キラル分子のin silico絶対構造予測や新規多糖誘導体充填剤の分子・材料設計の可能性を探ることを目標とする。

Optically anisotropic bodies are mirror images, stereoscopically structured bodies, mirror projections, molecular structures, optically anisotropic bodies, molecular structures, chemical structures, and physical structures. The separation of biological and optical heterotropes is of great importance in the development, synthesis and production of medical products. The components of the separation device are now commercially available. The polysaccharide is composed of general, stereoregular polymer, self-organizing, solution, solid structure and regular structure. The outer edge of the field is projected to the upper edge of the field. The present application studies the application of molecular mechanism to molecular theoretical explanation, molecular motion reproduction, and molecular characterization of polysaccharide inducers to demonstrate the phenomenon of optical heteromorphic separation. The calculation means for stable separation and reproduction are established, and the separation means for species and existing polysaccharide inducer filling agents are proposed. Future prospects of this study include: providing molecular imaging and thermodynamic analysis results for the separation and accumulation of polysaccharide-induced substances; applying molecular silico analysis to structural prediction; and exploring the possibility of molecular and material design for polysaccharide-induced substances.