Improvement of cosolvent MD which enables the systematic search of binding sites and the novel screening way of drug candidates

共溶剂MD的改进使得能够系统地搜索结合位点和候选药物的新颖筛选方式

• 批准号: 19J00878
• 负责人: 柳澤 渓甫
• 金额: $ 3.33万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J00878/
• 关键词: 共溶媒分子動力学法; 薬剤設計支援; 共溶媒; スーパーコンピュータ; 集合被覆問題; 大規模計算

本研究は、既知薬剤に頻出する部分構造を用いた共溶媒分子動力学 (cMD) 法を大規模に実施・評価することで創薬のための共溶媒セットを提案するとともに、cMD法中に得られた立体構造を利用して薬剤結合部位が自明でない標的タンパク質に対する新たな薬剤候補化合物の選別手法の開発を目指すものである。2019年度は、既知薬剤の部分構造を用いた大規模共溶媒分子動力学 (cMD) 法の実施および創薬用共溶媒セットの提案を滞りなく実施し、国際論文誌への投稿の準備を進めている。以下に研究成果の詳細を示す。【1. 既知薬剤の部分構造を用いた大規模cMD法の実施】本研究課題では、創薬に実際に活用できる手法の開発を目標としている。創薬に求められる部分構造は既知薬剤にすでに表れていることを指摘し、薬剤分子の部分構造への切断を通して共溶媒の母集団を設計、reedbushやTSUBAME 3.0等のスーパーコンピュータを活用した大規模なcMDの計算を実施した。cMDのパラメータについては複数回の研究発表を通して入念な調査および議論を重ねており、着実な進歩が得られている。【2. 創薬用共溶媒セットの提案】項目 1. の大規模cMD計算の結果を用いて、現実的な数の共溶媒セットの構築を行うことが、実際の創薬研究に活用されるためには必須であった。多数のcMD計算の結果を類似度行列の形でまとめた上で、cMD計算結果の類似度と共溶媒の構造的な類似性を検討した。この検討によって得られた類似度閾値の範囲を元に、集合被覆問題と呼ばれる計算科学分野で有名な問題に帰着させ、可変サイズの共溶媒セットを構築する方法を提案した。

In this study, に, it is known that the drug に is frequently used. In part of the structure, を was constructed using に た co-solvent molecular dynamics (cMD). Method を large-scale に be shi · review 価 す る こ と で gen 薬 の た め の common solvent セ ッ ト を proposal す る と と も に, cMD に in ら れ た three-dimensional structure を using し て 薬 tonic combining site が self-evident で な い mark タ ン パ ク qualitative に す seaborne る new た な 薬 tonic alternate compound の seeding technique の open 発 を refers す も の で あ る. 2019 annual は, both known 薬 tonic の part structure を い た mass were solvent molecular dynamics method (cMD) の be applied お よ び gen 薬 with common solvent セ ッ ト の proposal を hysteresis り な く be し, international paper tzu へ contribute の の prepare を into め て い る. The following に research results are detailed in を す. 【 1. Already know 薬 tonic の part structure を い た large-scale の cMD method be applied 】 this study で は, gen 薬 に be interstate に use で き る gimmick の open 発 を target と し て い る. Gen 薬 に o め ら れ る partially constructed は already know 薬 tonic に す で に table れ て い る こ と を blame し, 薬 tonic molecular の partially constructed へ の cut を tong し て common solvent の mother 団 を design, reedbush や TSUBAME 3.0 の ス ー パ ー コ ン ピ ュ ー タ を use し た large-scale な cMD の computing を be applied し た. CMD の パ ラ メ ー タ に つ い て は plural の research 発 back table を tong し て in read な survey お よ び comment を heavy ね て お り, be な into step が must ら れ て い る. 2. Gen 薬 use common solvent セ ッ ト の proposal 】 project 1. の の large-scale cMD computing results を い て, now be な several の solvent セ ッ ト の line build を う こ と が, be interstate の gen 薬 research に transfer さ れ る た め に は must で あ っ た. Most の cMD を similar degree calculation result の ranks の form で ま と め た で, cMD の similar degrees と calculation results of solvent の tectonic な similarity を beg し 検 た. Beg に こ の 検 よ っ て have ら れ た similar degree threshold numerical の van 囲 を yuan に, shout set covering problem と ば れ る eset で famous な computational science problem に 帰 the さ せ, but - サ イ ズ の common solvent セ ッ ト を build す る method proposed を し た.

项目成果

共通な部分構造の再利用による高速な タンパク質リガンドドッキング手法の開発

通过重用通用子结构开发高速蛋白质配体对接方法

• 发表时间: 2020
• 作者: 久保田 陸人;柳澤 渓甫;吉川 寧;大上 雅史;秋山 泰
• 通讯作者: 秋山 泰

Systematic construction of the cosolvents sets for cosolvent MD (CMD) with the large-scale simulation

通过大规模模拟系统构建共溶剂 MD (CMD) 的共溶剂组

• 发表时间: 2019
• 作者: Keisuke Yanagisawa;Yoshitaka Moriwaki;Tohru Terada;Kentaro Shimizu
• 通讯作者: Kentaro Shimizu

Systematic construction of the cosolvents sets for cosolvent MD (CMD) with the large-scale computation

大规模计算共溶剂MD（CMD）共溶剂集的系统构建

• 发表时间: 2019
• 作者: Keisuke Yanagisawa;Yoshitaka Moriwaki;Tohru Terada;Kentaro Shimizu
• 通讯作者: Kentaro Shimizu

研究者個人ホームページ

研究员个人主页

Molecular activity prediction using graph convolutional deep neural network considering distance on a molecular graph

• 发表时间: 2019-07
• 期刊: ArXiv
• 作者: M. Ohue;Ryota;Keisuke Yanagisawa;Y. Akiyama