著者

浜中 雅俊 種石 慶 岩田 浩明 奥野 恭史

出版者

公益社団法人 日本化学会・情報化学部会

雑誌

ケモインフォマティクス討論会予稿集 第38回ケモインフォマティクス討論会 東京

巻号頁・発行日

pp.46-49, 2015 (Released:2015-10-01)

参考文献数

13

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医薬品となる候補化合物のスクリーニングのための,タンパク質と化合物の相互作用の予測について述べる.膨大な種類の化合物から医薬品になり得るリガンド化合物を見つけ出す工程は,開発にかかる時間とコストを押し上げる主要因となっており,計算により優れた性質の候補化合物を絞り込むインシリコ(in silico)スクリーニングの手法が提案されてきた.我々は,これまでサポートベクターマシン(SVM)を用いた予測手法CGBVS法を提案してきた.しかし,その手法では,学習データが増えるにつれて学習時間が長大になるなど,大規模な相互作用データを学習していく上で検討すべき課題があった.本稿では, Deep Learningの一手法である,Deep Belief Networks(DBN)を用いたCGBVS-DBN法を提案し,SVMとの性能を比較する.実験の結果,CGBVS-DBN法がCGBVS法に比べて高い性能であることを確認した.

著者

山之内 昭博 杉本 学

出版者

公益社団法人 日本化学会・情報化学部会

雑誌

ケモインフォマティクス討論会予稿集 第38回ケモインフォマティクス討論会 東京

巻号頁・発行日

pp.92-93, 2015 (Released:2015-10-01)

参考文献数

6

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化合物に関する知識情報をWebページから取得して、我々が開発している電子状態データベースに登録することを目的として、Webページのクローリングとスクレイピングのためのソフトウエアを開発した。

著者

金子 弘昌 船津 公人

出版者

公益社団法人 日本化学会・情報化学部会

雑誌

ケモインフォマティクス討論会予稿集 第38回ケモインフォマティクス討論会 東京

巻号頁・発行日

pp.28-31, 2015 (Released:2015-10-01)

参考文献数

16

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本発表では回帰分析におけるモデルの精度およびモデルの適用範囲を議論の対象とする。一般的にはモデルのオーバーフィッティングを避けるようにしてモデルは構築される。しかしモデルがオーバーフィットした場合、もちろんそのモデルの適用範囲は狭くなるが、適用範囲内であれば精度良く予測可能なモデルといえる。今回は水溶解度データを使用してモデルの適用範囲を考慮に入れたモデルの性能の比較を行った。非線形の回帰モデルを構築する手法であるsupport vector regressionのハイパーパラメータを変化させてモデルを構築し、それぞれ予測性能を評価するとともにモデルの適用範囲を設定した。モデルの適用範囲はデータ密度に基づくものである。解析の結果、モデルのオーバーフィッティング自体が問題ではなく、オーバーフィットしたモデルでも適切にモデルの適用範囲を設定することでその範囲内であれば精度良く予測可能であることを示した。

著者

荒木 望嗣 中津井 雅彦 広川 貴次 金井 千里 佐藤 美和 岡本 敦之 服部 一成 志水 隆一 奥野 恭史

出版者

公益社団法人 日本化学会・情報化学部会

雑誌

ケモインフォマティクス討論会予稿集 第38回ケモインフォマティクス討論会 東京

巻号頁・発行日

pp.12-13, 2015 (Released:2015-10-01)

参考文献数

2

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創薬プロセスの初期段階において、医薬品候補化合物を効率的に探索して構造最適化するためのインシリコ創薬技術が求められている。本研究では、スパコン「京」を用いることで、世界最大規模の化合物-タンパク質相互作用空間における超高速かつ高精度な医薬品候補探索を実現するための「インシリコ創薬基盤」を構築し、創薬現場での実践的利用を目指している。現在までに我々は、CGBVS法(Chemical Genomics-based Virtual Screening method)を「京」に実装・チューニング することで、膨大な化合物空間と多数の創薬標的タンパク質候補との大規模相互作用の高速予測を可能にした。更にMP-CAFEE法(Massively Parallel Computation of Absolute binding Free Energy method)を「京」に実装することで、タ ンパク質と化合物との結合自由エネルギー(結合親和性)の高精度予測を可能にした。本発表では当該プロジェクトの取り組み状況と現在までの成果について紹介する。

著者

武田 俊一 金子 弘昌 船津 公人

出版者

公益社団法人 日本化学会・情報化学部会

雑誌

ケモインフォマティクス討論会予稿集 第38回ケモインフォマティクス討論会 東京

巻号頁・発行日

pp.100-103, 2015 (Released:2015-10-01)

参考文献数

12

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新薬を開発するために新薬となる可能性の高い多様な構造からなるライブラリを構築する手法の開発が求められている。我々はそのような手法として化学空間上の任意の領域に構造を多数生成する手法であるde novo design algorithm for exploring chemical space (DAECS)に注目し、その改良を行った。DAECSはリガンドデータで規定された部分空間上の特定の領域に存在する構造のみを生成することができる。しかしDAECSでは多様性の高い構造を生成することと活性値以外の性質を考慮することができない。本研究ではこの問題を解決するために部分構造を用いた構造変化及び化学空間上のドラッグライクネス分布の可視化を用いた領域選択を導入した。GVKのデータベースより取得したヒトalpha2Aアドレナリン受容体に対するリガンド活性データを用いて手法の優位性を確認したところ、ドラッグライクネスを考慮したうえで高い活性が期待できる構造を多様に生成できることを確認できた。

著者

吉野 龍ノ介 安尾 信明 萩原 陽介 大野 一樹 生田目 一寿 折田 正弥 関嶋 政和

出版者

公益社団法人 日本化学会・情報化学部会

雑誌

ケモインフォマティクス討論会予稿集 第38回ケモインフォマティクス討論会 東京

巻号頁・発行日

pp.78-79, 2015 (Released:2015-10-01)

参考文献数

6

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シャーガス病、アフリカ睡眠病、リーシュマニア症はトリパノソーマ科の寄生原虫の感染によって引き起こされる病気であり、主に発展途上国である熱帯地域が感染地域であるため、顧みられない熱帯病として知られている。我々は、新たな抗トリパノソーマ科原虫の医療薬の開発を目的とし、ドッキングシミュレーションによる医療薬候補の探索を行い、in vitro 試験及びX線構造解析による複合体構造の詳細な解析を行った。我々はまず、標的蛋白質であるスペルミジン合成酵素の活性中心に対して、Drug Likeな化合物、約480万個のドッキングシミュレーションを行い、更にドッキング結果の上位の化合物をin vitro試験によって評価を行った結果、IC50が10uMオーダーのヒット化合物が得られた。ヒット化合物の複合体モデル構造をもとにヒット化合物の構造最適化を行い、新たな抗トリパノソーマ治療薬が開発されることが期待される。

著者

前山 恵璃 隅本 倫徳 堀 憲次

出版者

公益社団法人 日本化学会・情報化学部会

雑誌

ケモインフォマティクス討論会予稿集 第38回ケモインフォマティクス討論会 東京

巻号頁・発行日

pp.74-77, 2015 (Released:2015-10-01)

参考文献数

9

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近年、クリーンなエネルギーとして水素が注目されており、その有効利用のための脱水素及び水素付加反応を触媒する錯体が関心を集めている。藤田らは、ジオールの脱水素的ラクトン化反応を触媒するCp*Ir錯体(Cp*=η5C5Me5)を用いた1,2-ベンゼンジメタノール(3)の脱水素を伴うラクトン化反応について、2つの触媒サイクルを持つ機構を提案した。この機構では、最初にCp*Ir錯体より水が脱離した配位不飽和の錯体を生成する。しかしながら、これらの機構はエネルギー的に不安定な配位不飽和な触媒を活性種としている。Mizoroki-Heck反応について、隅本らは配位不飽和の構造を有さない触媒サイクルの検討を行い、配位飽和の活性種を見出した。本研究では、藤田らの見出した脱水素を伴うラクトン化反応について、配位不飽和及び配位飽和の触媒を活性種とする触媒サイクルについて理論計算を行い、比較検討を行った。

著者

矢城 陽一朗 直島 好伸

出版者

公益社団法人 日本化学会・情報化学部会

雑誌

ケモインフォマティクス討論会予稿集 第38回ケモインフォマティクス討論会 東京

巻号頁・発行日

pp.72-73, 2015 (Released:2015-10-01)

参考文献数

6

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我々は、有機合成で多用されている酵素リパーゼの鏡像体選択性の機構解明において、タンパク質とリガンド分子間の相互作用を詳細に解析できるフラグメント分子軌道(Fragment Molecular Orbital: FMO)法を一つの研究手法として使用している。今回、3種の酵素リパーゼ、Burkholderia cepacia lipase (BCL)、Candida antarctica lipase typeB (CALB)、Candida antarctica lipase typeA (CALA)、と有機化合物の複合体についてFMO2相互作用計算を行ったところ、BCLでは HIS286が、CALB ではTHR40が、そしてCALAにおいてはAPS95が、それぞれのリパーゼの基質の鏡像体認識に深く関わっているアミノ酸残基であると推定できる結果を得た。これに加え、FMO法をインシリコ創薬の実用的な研究手法として発展させるために2014年11月に設立された「FMO創薬コンソーシアム」の活動と、そこで我々が実行している標的タンパク質レニンと化合物の複合体に関するスーパーコンピュータ「京」による計算を紹介する。

著者

宮本 健悟 相田 美砂子

出版者

公益社団法人 日本化学会・情報化学部会

雑誌

ケモインフォマティクス討論会予稿集 第38回ケモインフォマティクス討論会 東京

巻号頁・発行日

pp.70-71, 2015 (Released:2015-10-01)

参考文献数

3

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2本鎖DNAにおける塩基対間での水素結合また、スタッキングのような相互作用は生体系の中で重要な役割を果たしている。特にスタッキング相互作用には大きな塩基配列依存性があり、多体効果の大きさも塩基配列によって異なる。また、核酸塩基の一つであるGuanine(G)が生体内酸化により8-oxoguanine(8OG)へ酸化されると、C6位のketo-enol互変異性により塩基対形成時の水素結合パターンが変わり、本来8OG(keto)-C対を形成するはずが、8OG(enol)となることで8OG(enol)-T対が形成しうる。実験的にも8OGが存在することでG-C対からA-T対へのpoint mutationが起こる確率が高くなることが報告されている。本研究ではAdenine(A),Thymine(T),Guanine(G),Cytosine(C)だけでなく8OGを組み込んだB-DNAモデルを構築し、理論計算を行うことで、B-DNAの塩基対間相互作用における多体効果、また8OGによるG-C対からA-T対へのmutation誘起について考察した。

著者

田中 雅人 高橋 嘉夫

出版者

公益社団法人 日本化学会・情報化学部会

雑誌

ケモインフォマティクス討論会予稿集 第38回ケモインフォマティクス討論会 東京

巻号頁・発行日

pp.18-19, 2015 (Released:2015-10-01)

参考文献数

4

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有害元素化合物の鉱物への吸着挙動は、環境中における有害元素化合物の移行挙動を支配していると考えられる。従って、ヒ素化合物の鉱物への吸 着挙動を調べることは、ヒ素化合物の移行挙動の理解や汚染予測に繋がると考えられる。本研究では有機ヒ素化合物の鉱物への吸着構造や吸着量に 及ぼす置換基の影響を吸着実験、X線吸収微細構造(XAFS)法および量子化学計算を用いて調べた。その結果、置換基の嵩高さが有機 ヒ素化合物の吸着挙動を決めていることが示唆された。

著者

石元 孝佳

出版者

公益社団法人 日本化学会・情報化学部会

雑誌

ケモインフォマティクス討論会予稿集 第38回ケモインフォマティクス討論会 東京

巻号頁・発行日

pp.16-17, 2015 (Released:2015-10-01)

参考文献数

10

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近年金属ナノ粒子特有の触媒活性や水素吸蔵特性などが実験的に見出されている。このような金属ナノ粒子で発現する物理・化学現象にはナノ粒子の構造的特徴のみならず電子状態が大きな影響を及ぼしていると考えられるが、既存のアプローチでは金属ナノ粒子の電子状態計算が困難なため、金属ナノ粒子の発現機構の解明には至っていない。そこで本研究では大規模計算システムを活用することで2nmを超える金属ナノ粒子の電子状態計算を実行し、安定性や構造変化・状態密度などを解析した。

著者

藤井 幹也

出版者

公益社団法人 日本化学会・情報化学部会

雑誌

ケモインフォマティクス討論会予稿集 第38回ケモインフォマティクス討論会 東京

巻号頁・発行日

pp.14-15, 2015 (Released:2015-10-01)

参考文献数

6

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非断熱遷移を起こす系の時間発展を記述する古典的軌道について考察をした.まずは,古典的軌道の科学的妥当性を明らかにするために非断熱経路積分の定式化を行い,半古典近似を用いることで,量子時間推進演算子に古典的軌道が埋め込まれていることを明らかにした.続いて,エネルギースペクトルが古典的軌道を用いて記述できることを明らかにした.

著者

小寺 正明

出版者

公益社団法人 日本化学会・情報化学部会

雑誌

ケモインフォマティクス討論会予稿集 第38回ケモインフォマティクス討論会 東京

巻号頁・発行日

pp.10-11, 2015 (Released:2015-10-01)

参考文献数

10

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化学情報学の生命科学への応用は薬学研究が主流であるが、生命情報学との融合により、さらに幅広い研究への発展が期待される。私の興味の中心はオミックスと呼ばれる生命科学ビッグデータであり、未だ隔たりの大きい二つのオミックス、すなわち遺伝子系オミックスと化合物系オミックスを結びつける融合的研究である。例として、昆虫と植物など異種生物間の化学相互作用ネットワークの群集生態学的視点による解析を紹介したい。

著者

河合 健太郎

出版者

公益社団法人 日本化学会・情報化学部会

雑誌

ケモインフォマティクス討論会予稿集 第38回ケモインフォマティクス討論会 東京

巻号頁・発行日

pp.8-9, 2015 (Released:2015-10-01)

参考文献数

7

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デノボデザインは,創薬研究の効率化に寄与できる優れた技術であり,過去数十年間にわたり精力的に研究されてきた歴史がある.特に,最近のケモインフォマティクス技術の発展に伴い,新たなデノボデザイン手法の提案だけでなく,実際の創薬研究への応用例も盛んに報告されるようになってきた.演者らは最近,既知の活性化合物の構造を利用し,新しいドラッグライクな薬物構造の設計を行うための方法論を開発したので,その内容を紹介する.また,計算機実験により提案手法の有用性を評価したので,その結果についても併せて紹介する.

著者

小市 俊悟 越野 広雪 佐藤 寛子

出版者

公益社団法人 日本化学会・情報化学部会

雑誌

ケモインフォマティクス討論会予稿集 第38回ケモインフォマティクス討論会 東京

巻号頁・発行日

pp.66-69, 2015 (Released:2015-10-01)

参考文献数

9

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NMR分子構造解析システムCAST/CNMRシステムの機能の一部として,自動分子構造推定法の開発を2004年に開始した.データベースを利用した推定法なので,データの質・量に依存するところはあるが,正しい分子構造を自動推定し,天然物分子構造解析へも応用できる段階に入った.NMRデータから立体構造を計算機を用いて推定する試みは,化学に計算機が導入された1960年代から取り組まれているものの,未だに実践的な解決には至っていない部分もあり,ケモインフォマティクスにおける最もクラシカルな未解決問題の1つとして現在も取り組まれている.CAST/CNMRにおける自動分子構造推定法の特徴は,情報学の最新成果,特に効率的なグラフアルゴリズムを応用したことである.この特徴が,近年の計算機の高速化とも相まって,高速な推定を実現している.部分構造検索の機能に関しては,すでに構造訂正などへの応用が始まっている.

著者

細矢 治夫

出版者

公益社団法人 日本化学会・情報化学部会

雑誌

ケモインフォマティクス討論会予稿集 第38回ケモインフォマティクス討論会 東京

巻号頁・発行日

pp.64-65, 2015 (Released:2015-10-01)

参考文献数

15

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既知化合物の少なさや、目立たぬ性質等の原因で、ポリエンの化学は等閑視されて来た。「交差共役」も有機化学の中では軽視されて来た。しかし最近、新化合物や、物理学者の興味をひく性質が見出され、交差共役というキーワードが頻出している。我々はその交差共役の重要性を認め、ポリエン化学の理論的な再構築を始めている。先ず、最も基本的な交差共役炭化水素を、ケクレ構造を1個しかもたない、直鎖以外の非環式、及び単環のポリエンと決めた。これにより、ラジアレン、フルベン、キノイド等も交差共役系にふくまれる。これらの安定性は、トポロジカルインデックスZと極めて高い相関関係にある。同様に、「平均共役長」Lによってもその安定性を半定量的に予測できる。更に、これらの議論を「有機電子論」の理論的裏付けと適用限界の示唆にまで拡げる。

著者

山本 典史

出版者

公益社団法人 日本化学会・情報化学部会

雑誌

ケモインフォマティクス討論会予稿集 第38回ケモインフォマティクス討論会 東京

巻号頁・発行日

pp.60-63, 2015 (Released:2015-10-01)

参考文献数

2

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プリオン病は正常型プリオンタンパク質(PrPC)が病原性異常型(PrPSc)に変化した結果,複数のPrPScが凝集することで分子間βシート構造を骨格とするアミロイド線維を形成し,脳内に沈着することで発症する.プリオン病の初期過程ではPrPCの一部分が変性した過渡的中間体PrP*がPrPScへの構造変化を橋渡しする役割を担う.したがって,プリオン病の機序を解明するための手掛かりは,このプリオン形成中間体PrP*にある.本研究ではPrP*の構造的特徴を抽出する手段として,二次構造情報に基づく新しいカーネル主成分分析(SSPCA; Secondary Structure PCA)を開発した.SSPCAを適用することで,プリオン形成中間体PrP*の有力な候補として,PrPCの構造の一部がヘリックス→ストランド転位した特徴的な変性状態を明らかにした.

著者

倉 陸人 阿部 浩士 高橋 崇宏 江間 義則

出版者

公益社団法人 日本化学会・情報化学部会

雑誌

ケモインフォマティクス討論会予稿集 第38回ケモインフォマティクス討論会 東京

巻号頁・発行日

pp.58-59, 2015 (Released:2015-10-01)

参考文献数

8

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化学気相堆積法における反応機構自動解析システムを開発した。システムの推論エンジンはバイオインスパイア―ドアルゴリズムの実装によって開発した。また、バイオインスパイアードアルゴリズムの性能を、評価関数の収束値のメジアンと四分位偏差、および、計算時間の実測値を用いて評価した。アルゴリズムの中でCMA-ESは探索能力、収束安定性、計算時間の観点から最もよい性能を示した。

著者

寺前 裕之 須田 岬 湯川 満 島野 洋佑 高山 淳 坂本 武士

出版者

公益社団法人 日本化学会・情報化学部会

雑誌

ケモインフォマティクス討論会予稿集 第38回ケモインフォマティクス討論会 東京

巻号頁・発行日

pp.56-57, 2015 (Released:2015-10-01)

参考文献数

1

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近年、生物活性を有する2-アザスピロ環化合物が報告されているが、効率的な合成法は少ない。我々は、先行実験により化合物の超原子価ヨウ素試薬による環化反応をおこなうことで2―アザスピロ環化合物が得られることを見出した。しかし、この反応ではアリル基側鎖の置換基効果が顕著に見られることから、反応中間体であるフェノオキセニウムカチオンの高次元アルゴリズムによる安定構造計算からその反応機構を検討した。

著者

田中 健一 金子 弘昌 長阪 匡介 船津 公人

出版者

公益社団法人 日本化学会・情報化学部会

雑誌

ケモインフォマティクス討論会予稿集 第38回ケモインフォマティクス討論会 東京

巻号頁・発行日

pp.52-55, 2015 (Released:2015-10-01)

参考文献数

6

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化学工学プロセスにおいて実時間測定が困難な変数の値の推定にソフトセンサーが広く利用されている。しかし、触媒の劣化や製造銘柄の変更等に伴い説明変数Xと目的変数yとの関係が変化した場合、変化前のデータから構築されたソフトセンサーでは変化後の予測が困難となる。この問題はソフトセンサーモデルの劣化と呼ばれ、対応策として各種適応型ソフトセンサーモデルが提案されている。本研究では適応型ソフトセンサーモデルの中でJust-In-Time (JIT) モデルの予測精度改善を目指す。JITモデルはクエリのXの値が類似しているデータを選択、もしくは類似度の高いデータに大きな重みを与えて構築されるため、Xの値は類似しているがyの値が異なるデータが存在する際に不適切な回帰モデルとなる。本研究では、Xの全ての領域においてより新しい状態のデータのみを選別したJIT用データベースの管理手法およびJIT用データベースを用いた回帰モデル構築手法を提案する。