Chem-Bio Informatics Journal

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管腔内分解と生体膜バリアーを克服する有効な経口プロドラッグ開発のための統合的薬物動態速度論評価と戦略

水間俊

2008 年 8 巻 3 号 p. 58-68
発行日: 2008年
公開日: 2009/01/16

DOIhttps://doi.org/10.1273/cbij.8.58

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経口投与を可能とする有効な吸収改善プロドラッグ、すなわち経口化プロドラッグを開発する上で必要となる薬物動態速度論的アプローチ法を提唱した。本報告では、前報の生体膜透過過程に加え、経口投与された薬物の管腔内における分解性／代謝性の因子を考慮し、より実際的な状況をモデル化した。吸収率は、プロドラッグおよび管腔内でプロドラッグから生成したドラッグの吸収への寄与率（fc,dd）、それぞれの吸収クリアランスで表されるが、このような管腔内の分解／代謝の因子を組み込んだ吸収率の予測式は報告例が無い。また、有効な経口プロドラッグの分類と基準（the kinetic classification and criteria of orally effective prodrugs (KCCOEP)）には、前報（Chem-Bio Informatics Journal, 8, 25-32 (2008)）における膜透過過程における輸送と代謝のパラメーターに加えてfc,ddが加わり、管腔内の分解性／代謝性はプロドラッグの有効性の判断に大きく影響を与える因子であることが示された。本方法に従って現在使用されている経口化成功プロドラッグのレナンピシリンの評価を行ったところ、レナンピシリンの吸収クリアランスはレナンピシリンの活性体（ドラッグ）であるアンピシリンの値より極めて高いものの、吸収率としての改善率はその値に対応しておらず、これは高いfc,ddに起因していることが明らかとなった。これらのことから、現在使用されている経口化プロドラッグは各プロドラッグ間で程度の差はあるものの管腔内では分解／代謝が起こっていることが充分考えられる。したがって、合理的経口プロドラッグの開発にはこのfc,ddの値の評価が、生体膜透過性の評価と同様に極めて重要であることが示された。

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酵母に対するn-アルキル硫酸毒性の遺伝子機能情報に基づいたゲノミクス解析

シリサッタソフォン, 北河恵美子, 米倉政実, 岩橋均

2008 年 8 巻 3 号 p. 69-84
発行日: 2008年
公開日: 2009/01/16

DOIhttps://doi.org/10.1273/cbij.8.69

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陰イオン界面活性剤であるn-アルキル硫酸は、産業や生活において広く利用されている。本論文では、n-アルキル硫酸の酵母に与える影響についてDNAマイクロアレイを用いて解析した。先ず、アルキル硫酸によって誘導された遺伝子は、MIPSの遺伝子情報に従って、当該遺伝子産物の局在性と機能分類を行った。局在性では細胞壁とペルオキシゾーム、機能分類では、エネルギー代謝特にβ酸化系が顕著であった。これら情報の確かさを確認するために、遺伝子破壊株を用いてSDSに対する感受性を評価した。細胞壁の維持に必要な遺伝子の破壊株は、感受性を示した。一方、β酸化系では遺伝子破壊の影響は認められなかったが、これらの調節因子破壊株では、影響が認められた。本論文では、DNAマイクロアレイ解析において、誘導遺伝子リストから重要な遺伝子を抽出するという一般的な方法ではなく、誘導遺伝子リストを機能情報や局在情報に変換し、遺伝子破壊株と関連づけることにより、影響を解析する手法の優位性を示した。

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Rough Set TheoryによるHigh Throughput Screeningデータからの合理的リード化合物選択手法

光山倫央, 長谷川清, 荒川正幹, 船津公人

2008 年 8 巻 3 号 p. 85-95
発行日: 2008年
公開日: 2009/01/16

DOIhttps://doi.org/10.1273/cbij.8.85

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創薬分野では、新規リード化合物を発見するためにhigh-throughput screening（HTS）が広く用いられている。しかし、ヒットした化合物の大多数が、実際には阻害活性が低い、という事がよく見受けられる。リード化合物をより効率的に選択するために、QSARを用いたvirtual screening手法が研究されているが、十分な手法はいまだ考案されていない。　　本研究では、rough set theory（RST）を用いたリード化合物選択手法を提案する。RSTとは曖昧なものや粗い物を扱うための理論であり、RSTを用いることで、目的関数の値が異なる他の全てのサンプルとを区別することが出来る必要最小限の変数セット（=reduct）およびクラス分類のルールを導出する事が出来る。　　Monoamine oxidase阻害剤のQSAR解析にRSTを応用する事で、リード化合物を特定するいくつかのルールを得ることが出来た。解析手順は以下の通りである。まず、CORINAを用いてMAO阻害剤の3次元構造を発生させた。次に、Volsurfを用いて構造記述子を計算した。最後に、RSTを用いてクラス分類ルールを導出した。これらのルールはこれまでの研究結果との整合性の取れたものであり、本手法の有用性が示された。

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７残基周期の欠失した領域を含むコイルドコイル領域の高精度予測システム：SOSUIcoil

谷澤英樹, ギミレガンガ　D,, 美宅成樹

2008 年 8 巻 3 号 p. 96-111
発行日: 2008年
公開日: 2009/01/16

DOIhttps://doi.org/10.1273/cbij.8.96

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タンパク質中のコイルドコイル領域の高精度予測における問題の１つが、７残基周期の欠失した領域、いわゆるheptad breaksと呼ばれる領域の予測である。Heptad breaksは非常に多くのコイルドコイル領域において観察される現象にも関わらず、予測が困難で、既存のコイルドコイル領域予測システムにおける誤差の原因となっており、構造上の特徴、機能など未知な点も多い。本研究では、特に以下の３点に焦点を当てheptad breaksを含むコイルドコイル領域の解析を行った。(1)heptad breaksを含む領域に対しての、適切なレジスターの予測。(2)アミノ酸の物理的性質を用いたコイルドコイル領域の予測。(3)heptad breaksのタイプによる構造上の特徴の分類。Heptad breaks領域を含むコイルドコイル領域の予測のために、本研究では、以下の２段階から成り立つ新しい手法を開発した。第１段階では、32種類のテンプレートを用いることで、７残基の周期の欠失した部位をも含む領域に対して適切なレジスターの割り当てを行う。続く第２段階では、10種類のパラメータ（3種類のアミノ酸の物理的性質と、７種類のアミノ酸の含有量）を用いた主成分分析によりコイルドコイル領域の判別を行う。本手法を実装したSOSUIcoilは、既存の他の予測システムと比較して優れた精度を示し、また、heptad breaksの詳細な部位情報を提供する。Heptad breaksの構造上の特徴を解析した結果、コイルドコイル領域の端に見られるタイプと、ヘリックス中央部に分布するタイプに分類することができた。

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