Recent ChemRxiv on Biological and Medicinal Chemistry: July 17, 2024
下記の文章は論文アブストラクトをもとに Retrieval-Augmented Language Modeling (RALM) により生成された文章であり、正確性は保証しません。
Question 1: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
背景:
高水圧は生化学系に劇的な影響を与えます。高圧にさらされると、タンパク質複合体の解離から完全な変性に至るまでの構造的な摂動が生じることがあります。深海は高圧環境にもかかわらず生命に満ちているという興味深いパラドックスを提示しています。これは、深海生物が圧力の変性効果に抵抗するために、タンパク質中のアミノ酸置換などの進化的適応を経ているためです。しかし、これらの置換が圧力抵抗を引き起こす物理化学的メカニズムはまだ不明です。
新規性:
本研究では、深海アビサル・グレナディア（C. armatus）から得られた圧力適応型乳酸脱水素酵素と、浅瀬の大西洋タラ（G. morhua）のそれを比較することにより、分子動力学シミュレーションを使用して研究を行いました。これにより、圧力抵抗がタンパク質のネイティブ状態の熱力学的安定化によるものか、変性状態の体積増加によるものかを判定することが目的です。
方法:
アルケミカル熱力学統合とアルキメデスの置換法を用いて、圧力抵抗がタンパク質のネイティブ状態の熱力学的安定化によるものか、または変性状態の体積の増加によるものかを決定しました。その結果、アミノ酸の置換が折りたたまれたタンパク質を不安定にするが、圧力適応型タンパク質の圧縮性の増加により圧力抵抗が達成されることが明らかになりました。
以上の内容から、この研究は深海生物のタンパク質がどのようにして極端な圧力環境に適応しているのかを理解する上で新たな洞察を提供しており、生物学的および生化学的研究において重要な意味を持っています。
The origin of pressure resistance in deep-sea
lactate dehydrogenase
Heather, Wiebe, Simon, Maguire, Savannah, Mercer 2024-07-16 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-3g44k?rft_dat=source%3Ddrss
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Question 2: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
背景:
ホタルの生物発光は、ルシフェラーゼタンパク質の活性部位でのルシフェリンクロモフォアの酸化という化学反応によって生じます。この反応は、ルシフェリルアデニレート分子のC4炭素原子の脱プロトン化の分子メカニズムを明らかにすることが重要です。
新規性:
本研究では、古典的分子動力学シミュレーションと量子力学/分子力学（QM/MM）計算を組み合わせて、ホタルルシフェラーゼの野生型であるPhotinus pyralisルシフェラーゼにおいて、NDプロトン化されたHis245残基が適切なプロトン受容体であることを確認しました。これは、ルシフェリンの生物発光プロセスにおける新たな知見です。
方法:
古典的分子動力学シミュレーションを用いて、タンパク質内の酸素結合空洞を明らかにし、ルシフェリンのC4原子に近い位置にある空洞を特定しました。
QM/MM計算を行い、His245残基がプロトン受容体として機能することを確認しました。
変異体形態において、His245側鎖と直接的な相互作用を欠く場合、水分子からなるプロトンワイヤーがルシフェリルアデニレートのリン酸基のプロトン化を促進するか、ルシフェリンのケト-エノール互変異を刺激することが示されました。
これらの方法により、ルシフェリンの生物発光メカニズムにおける重要な分子プロセスが明らかにされ、特にプロトン受容体が欠如している場合の生物発光の可能性について新しい説明が提供されました。
Molecular modeling of luciferyl adenylate deprotonation in the active site of Photinus pyralis luciferase
Maria, Khrenova, Igor, Polyakov 2024-07-16 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-8nj9k?rft_dat=source%3Ddrss
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Question 3: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
この論文は、アミロイド形成ペプチドのオリゴマー集合体の構造と動態に関する研究に焦点を当てています。アミロイド形成ペプチドのオリゴマー集合体はその一時的な性質から研究が困難であるとされています。
【背景】
アミロイド形成ペプチドは、アルツハイマー病などの神経変性疾患において重要な役割を果たしているとされています。これらのペプチドが形成するオリゴマー集合体の構造と動態を理解することは、これらの疾患の治療法開発に不可欠です。しかし、これらの集合体は非常に不安定であり、その研究は困難を極めます。
【新規性】
この論文では、リバースミセル（RMs）を用いてアミロイド形成ペプチドをインキュベートする手法を提案しています。リバースミセルを使用することで、オリゴマー集合体のサイズを調節しやすくなるだけでなく、異なるアミロイド形成ペプチド間のタンパク質-タンパク質相互作用を探る新たな手段を提供します。
【方法】
リバースミセルは、水を含む油相の中に形成される小さな水滴で、これによってペプチドやタンパク質が包み込まれます。この環境は、ペプチドの集合体がより制御された環境下で形成されることを可能にし、そのサイズや相互作用を詳細に調べることができます。さらに、この研究では、脳組織由来のオリゴマー集合体をリバースミセルを用いて準備する可能性についても言及しており、これがモノクローナル抗体の開発に対する新たなアプローチを提供することが期待されます。
このように、この論文はアミロイド形成ペプチドの研究における新しい方法論を提案しており、神経変性疾患の治療法開発に寄与する可能性があります。
Incubation of Amyloidogenic Peptides in Reverse Micelles Allow Active Control of Oligomer Size and Study of Protein–Protein Interactions
Han-Wen, Chang, Chien-I, Yang, Jerry Chun Chung, Chan 2024-07-16 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-l6hs1-v2?rft_dat=source%3Ddrss
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Question 4: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
この論文では、プロテオリシス標的キメラ（PROTACs）という新しい治療法を用いて、特定の疾患関連タンパク質を標的にして分解する手法が報告されています。PROTACは、病気に関連するタンパク質を選択的に分解することによって、治療効果を発揮する新しいタイプの分子です。
背景としては、HDAC（ヒストン脱アセチル化酵素）というタンパク質が、がんを含む多くの病気の進行に関与していることが知られています。特に、クラスIIbのHDAC6およびHDAC10は、がんの進行に重要な役割を果たしているとされていますが、これまでこれらを特異的に分解する手法は確立されていませんでした。
新規性としては、この研究で初めてクラスIIbのHDAC6およびHDAC10を選択的に分解するPROTAC分子が設計・合成されたことです。これは、病気の治療において新たなアプローチを提供するものであり、特にHDACに依存する病態の治療に対する新たな可能性を開くものです。
方法としては、既存のHDAC6/10阻害剤であるTubastatin Aとそのリング開放アナログを、PROTACリンカーを介してセレブロンリクルーターであるポマリドミドおよびフェニルグルタリミドに接続することで、タンパク質分解誘導体を設計しました。このアプローチにより、AP1という分子が発見され、非常に強力なHDAC6およびHDAC10の分解活性を示しました（HDAC6 DC50 = 13 nM; HDAC10 DC50 = 29 nM）。
さらに、AP1はHDAC1/8（クラスI）やHDAC4（クラスIIa）の分解を誘導せず、またヒストンH3のハイパーアセチル化も誘発しなかったため、クラスIIb HDACに対する選択性が確認されました。AP1は血液がんおよび固形がん細胞株に対して低い細胞毒性を示したため、クラスIIb HDACの化学的ノックダウンに有用なツール化合物として評価されています。
Development and characterization of the first selective class IIb histone deacetylase degraders
Finn Kristian, Hansen, Shiyang, Zhai, Linda, Schäker-Hübner, Maria, Hanl, Lukas, Jacobi, Dominika Ewa , Pieńkowska, Jan, Gerhartz, Rabea, Voget, Michael, Gütschow, Felix, Meissner, Radosław P. , Nowak, Christian, Steinebach 2024-07-16 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-ngppg?rft_dat=source%3Ddrss
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Question 5: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
この論文では、コイルド・コイルというタンパク質の構造を利用して、新しいタイプのバイオナノマテリアルを設計・合成する研究が紹介されています。
【背景】
コイルド・コイルは、その明確な構造理解により、モジュラーで応答性のあるバイオナノマテリアルを設計するための魅力的なアセンブリ指向モチーフとされています。これまでにも様々なコイルド・コイルを基にした材料が研究されてきましたが、それらは主に単一または少数のコイルド・コイルドメインを利用していました。
【新規性】
本研究では、複数の直交するコイルド・コイルペプチドドメインを含む新しい多価ペプチドマクロサイクル（96メリット）を設計・合成し、コイルド・コイルアセンブリの「ツールキット」を拡張しています。これらの全合成構造体は、コイルド・コイルペプチドタイル（CCPT）と呼ばれ、ネイティブ化学リゲーションとSortase A媒介サイクリゼーションの組み合わせによる収束合成戦略を使用して組み立てられます。
【方法】
研究では、円偏光二色性（CD）研究を通じて、サイクリゼーションおよびその後のコイルド・コイル形成がCCPTのエッジに関連する螺旋安定性の増加を明らかにしています。サイズ排除クロマトグラフィー（SEC）、分析用高性能液体クロマトグラフィー（HPLC）、および蛍光消光アッセイを用いて、さまざまなCCPT複合体の包括的な生物物理的特性評価を行い、CCPT内のコイルド・コイルドメイン間の直交的な共局在を確認しています。最後に、分子動力学（MD）シミュレーションを用いて、実験結果を分子レベルで理解するための補助的手法として利用し、CCPTおよびその複合体の構造動態についての洞察を提供しています。
この研究は、コイルド・コイルベースのビルディングブロックにCCPTを追加することで、設計可能な分子間インターフェースを通じて新しいトポロジーを解き放つ可能性を秘めています。
Coiled Coil Peptide Tiles (CCPTs): Multivalent Peptide Macrocycles for Expanding the Coiled Coil Assembly Toolkit
Andrea, Merg, Anthony, Perez, Adekunle, Adewole, Daphney, Sihwa, Michael, Colvin 2024-07-16 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-70rz1?rft_dat=source%3Ddrss
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Question 6: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
この論文では、神経障害（NDs）の治療において、ナノテクノロジーと植物医学（フィトメディシン）の組み合わせがどのように利用されているかについて詳しく説明されています。
背景：
神経障害は世界中で多くの人々に影響を与える重篤な疾患群です。これらの障害の治療における主な障壁は、薬物が中枢神経系（CNS）に入るのを阻む血液脳関門（BBB）です。従来の治療法では、この障壁を越えることが困難であり、治療効果を高める新たな方法が求められていました。
新規性：
この論文では、ナノテクノロジーを利用した植物由来のナノ粒子が、その解決策として提案されています。これらのナノ粒子は、1〜100 nmの範囲のサイズで設計され、特定の物理化学的特性を持っています。これにより、薬物の有効性、細胞内取り込み、選択的な配送、および脳への特定の粒子の分布が向上します。
方法：
研究では、さまざまな種類のナノマテリアル（リポイドナノ粒子、ナノリポソーム、ナノミセル、ポリマーナノ粒子、金属ナノ粒子など）と、輸送アレンジメントの方法（ポリ乳酸オリゴ糖酸、ラクトフェリン、ポリブチルシアノアクリレートなど）が使用されています。これらのナノテクノロジーは、多くの薬物の有効性を向上させ、副作用のリスクを減少させ、安定性を向上させ、薬物動態を強化する可能性があります。
さらに、カルクミン、ケルセチン、ギンコビロバ、ニゲラサティバなどの自然物質から派生した様々な製剤が、神経障害のある人々の幸福感を大幅に向上させることが示されています。
まとめ：
この論文は、ナノテクノロジーと植物医学の組み合わせが、神経障害の治療においてどのように有効かを示しており、ハーブベースのナノシステムが単独または他の薬物と組み合わせて使用される場合、治療効果が期待されることを強調しています。これにより、進行中の研究と今後の進歩が期待されます。
Herbal-based nanosystems: A novel drug-delivery treatment procedure against neurodegenerative disorders
Ashok, Aspatwar, Ranajit , Nath, Ratul , Bhowmik, Rajesh , Jesudasan 2024-07-16 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-hh95h-v2?rft_dat=source%3Ddrss
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Question 7: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
この最新の論文は、人工知能（AI）とそのサブセットである機械学習（ML）および深層学習（DL）が中枢神経系（CNS）の薬物および製剤開発をどのように進化させているかについて詳細に掘り下げています。以下のように、背景、新規性、方法に分けて説明します。
背景：
AIは、複雑な医療データを解析し、診断目的で重要な関係を明らかにする能力に優れています。特に神経学分野では、AI技術が診断、管理、および結果予測を革命的に改善し、神経障害に対処する新たな方法を開拓しています。神経疾患（ND）の複雑さは、血液脳関門や高い薬剤リスクなどの障壁を考慮に入れると、中枢神経系の治療法の開発には特有の課題を提示します。
新規性：
この論文は、AI、特にMLとDLがCNS薬物発見をどのように加速させているかに焦点を当てています。DLのアーキテクチャは、CNS疾患の複雑な問題に対処するAIの潜在能力をさらに深め、薬物開発の風景を変えています。また、ナノ粒子ベースの薬物送達システムにおけるAI/MLの進歩に重点を置いています。
方法：
論文は、MLアルゴリズムが新規薬設計、構造ベースの薬設計、リガンドベースの薬設計、吸収、分布、代謝、排泄、毒性（ADMET）予測、および薬剤のリパーパシングにどのように役立っているかを詳細に説明しています。AIアルゴリズムは、広範なデータセットを活用して効率的に分析、解釈し、未知の事実を予測することで、CNS薬物発見を顕著に加速します。
この論文は、AI技術が神経学における実用的な応用を強化するための顕著な進歩を示している一方で、広範なデータのコンパイルや解釈可能なAIシステムの開発など、まだ克服すべき重要な課題が残っていることを指摘しています。これらの課題を克服することが、CNS薬物開発における画期的な進歩への道を開く鍵となります。
Exploring the applications of formulation-based drug development strategies in neurological disorders using artificial intelligence and machine learning approaches
Ashok, Aspatwar, Ranajit , Nath, Ratul , Bhowmik, Rajesh , Jesudasan 2024-07-16 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-21hd2?rft_dat=source%3Ddrss
下記の文章は論文アブストラクトをもとに Retrieval-Augmented Language Modeling (RALM) により生成された文章であり、正確性は保証しません。
Question 8: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
この研究では、結核（TB）とヒト免疫不全ウイルス（HIV）の共感染という重大な世界保健上の課題に対処するために、新しいバイオインフォマティクスのアプローチを採用しました。この共感染は高い罹患率と死亡率を持っています。
【背景】
TBとHIVの共感染は、その複雑な相互作用と治療の困難さから、世界中で重要な健康問題となっています。これまでの研究では、これらの病気の相互作用について十分に理解されていなかったため、より効果的な治療方法の開発が求められていました。
【新規性】
本研究では、多次元グラフベースのクラスタリング手法を用いることで、TB/HIV共感染の状態について包括的な理解を目指しました。これは、従来の方法と比較して、病気の相互作用や治療標的の特定においてより詳細な情報を提供する可能性があります。
【方法】
キーパスウェイの同定：感染症や自己免疫疾患、免疫・炎症反応、心血管機能障害、代謝過程に関連するいくつかの重要なパスウェイを特定しました。
治療バイオマーカーの同定：確立された治療化学物質によって調節される治療バイオマーカーを同定しました。
機械学習ベースのQSARモデルの開発：効果的な薬剤候補を特定するために、堅牢な機械学習ベースの定量的構造活性関係（ML-QSAR）モデルを開発しました。
環境要因の影響分析：ヒ素、大気汚染物質、一酸化炭素などの環境要因がTB/HIV共感染の進行と発生に及ぼす影響を分析しました。
【結果とその影響】
環境毒素が免疫機能の低下や病気の進行にどのように寄与するかを理解することができるため、薬剤発見と環境毒性学の努力を大幅に強化することが可能です。また、悪い空気質がHIV検査率の増加や抗レトロウイラル療法（ART）を受けるHIV陽性TB患者の割合の増加と正の相関があることが示されました。これは、空気質が悪い地域ではより包括的な健康監視が行われている可能性を示唆しています。
A multidimensional network-based approach to elucidate the molecular mechanism underlying tuberculosis and HIV coinfection
Ashok, Aspatwar, Ratul, Bhowmik, Sagar Singh , Shyamal, Rajarshi , Ray, Fabrizio , Carta, Claudiu T. , Supuran, Seppo , Parkkila 2024-07-16 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-smh4c?rft_dat=source%3Ddrss
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Question 9: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
この研究では、リポソーム膜を介して分子間通信を促進するための新しいトランスメンブレンシグナリングメカニズムをDNAハイブリダイゼーションを用いて探求しました。
【背景】
分子通信は、生物学的プロセスにおいて重要な役割を果たしますが、人工的なシステムでの分子通信のメカニズムはまだ十分に理解されていません。特に、リポソーム膜を越える情報伝達の効率的な方法は、生物医学や情報処理技術の分野での応用が期待されています。
【新規性】
従来の研究では、リポソーム膜を通じた分子の伝達は、主にタンパク質や小分子に依存していました。しかし、この研究では、DNAハイブリダイゼーションを利用することで、新たな通信手段を提案しました。これは、DNAの特定の配列を用いることで、より高度な情報処理が可能になるという点で革新的です。
【方法】
研究では、コレステロール基を持つ単一鎖DNA（ssDNA）である「Driver」と呼ばれる分子を設計し、これを巨大単層脂質小胞（GUVs）にアンカーしました。Driverは、シグナリング配列を運ぶ補完的なssDNA「Packet」とハイブリダイズ（塩基対を形成）します。このハイブリダイゼーションにより、DNA配列がリポソーム膜を越えて輸送され、内部の蛍光シグナリングが引き起こされます。
【結果と応用】
このシステムは「Chabashira」と名付けられ、GUV内でのDNA配列の移動と情報処理を効果的に促進することが実証されました。この発見は、人工分子システムやDNAベースの情報処理技術における応用が期待されます。特に、複雑で区画化された分子通信の能力を示しており、新たな分子生物学的アプローチや医療技術への応用が考えられます。
この研究は、分子間通信の新しいパラダイムを提案し、将来的なバイオテクノロジーや情報技術における革新的な展開に寄与する可能性を秘めています。
Transmembrane DNA Sequence Signaling via Hybridization
Shin-ichiro, Nomura, Kai, Yoshida, Keita, Abe, Yusuke, Sato, Ibuki, Kawamata, Richard James, Archer, Hideaki T., Matsubayashi, Shogo, Hamada, Satoshi, Murata 2024-07-16 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-571kp?rft_dat=source%3Ddrss
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Question 10: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
申し訳ありませんが、具体的な論文の内容についての情報が提供されていないため、特定の論文についての詳細な説明を行うことはできません。ただし、一般的な論文の構造に基づいて説明いたします。
論文は通常、以下の主要なセクションで構成されます：
背景（Background）: このセクションでは、研究トピックの重要性や、その研究領域で以前に行われた主要な研究について説明します。研究の必要性や、その問題に対する既存の解決策の限界も議論されることがあります。
新規性（Novelty）: ここでは、論文の研究がどのように既存の知識や技術を拡張または改善するかを説明します。新規性は、新しい方法論、異なるアプローチ、または新たに発見されたデータを通じて示されることが一般的です。
方法（Methods）: 研究で使用された技術、実験手順、データ収集方法、分析手法などが詳細に記述されます。このセクションは、他の研究者が研究を再現するために必要な情報を提供することを目的としています。
結果（Results）: 実験や調査から得られたデータを提示し、そのデータがどのように分析されたかを説明します。グラフ、表、統計分析などを用いて結果を視覚的に示すことが多いです。
考察（Discussion）: 結果の意味を解釈し、それが既存の理論や他の研究とどのように関連しているかを議論します。また、研究の限界や将来の研究に向けた提案も含まれることがあります。
結論（Conclusion）: 研究の主要な発見とその意義を簡潔にまとめます。また、研究が持つ実用的な応用や影響についても触れることがあります。
具体的な論文の内容についての情報がないため、上記は一般的なガイドラインとしてのみご利用ください。特定の論文に関する詳細な分析を希望される場合は、論文のタイトルや著者、出版情報など、もう少し具体的な情報を提供していただけますと幸いです。
Sphingosine pathway as a possible druggable target for pain management
Sharada Prasanna, Swain 2024-07-16 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-dp7gz?rft_dat=source%3Ddrss
下記の文章は論文アブストラクトをもとに Retrieval-Augmented Language Modeling (RALM) により生成された文章であり、正確性は保証しません。
Question 11: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
最新の論文では、COVID-19ウイルスのスパイクタンパク質が金属イオンと複合体を形成する可能性について調査しています。この研究は、ウイルスの感染特性を防ぐ新しいアプローチを提案しています。
背景:
COVID-19ウイルスはスパイクタンパク質を持ち、これがウイルスの感染能力の主要因です。スパイクタンパク質は約20nmの長さを持ち、金属イオンと複合体を形成する能力があります。この特性を利用して、ウイルスの感染性を阻害することが可能です。また、ヘモグロビンとの相互作用によって酸素輸送機能が失われることから、COVID-19が致死性を持つ原因とされています。
新規性:
この研究の新規性は、非毒性の金属イオンを用いてスパイクタンパク質と複合体を形成し、ウイルスの感染能力を阻害する方法を提案している点にあります。これにより、ウイルスが死滅するか、無症状でありながらも他の細胞への感染を防ぐことができる可能性があります。
方法:
研究では、様々な非毒性金属イオンを用いてスパイクタンパク質との複合体形成の効果を試験しました。具体的には、金属イオンとスパイクタンパク質との結合力や複合体が形成された後のウイルスの感染能力の変化を評価しています。これにより、最も効果的な金属イオンを特定し、そのメカニズムを解明することが目指されています。
この研究は、COVID-19対策としての新たな治療法や予防法の開発に寄与する可能性があり、今後のウイルス感染症に対するアプローチに影響を与えるかもしれません。
A Nano size COVID-19: Human death and Asymptomatic mechanism
Kannan, Chellapandian, G., Vidhyalakshmi, K. Karthika, devi, S. Senthur, selvi, M. , Krishnaveni 2024-07-16 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-vzssl?rft_dat=source%3Ddrss
下記の文章は論文アブストラクトをもとに Retrieval-Augmented Language Modeling (RALM) により生成された文章であり、正確性は保証しません。
Question 12: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
背景：
本研究では、三級アルコールのかさ高さや多フッ素化アルコールの低い求核性といった性質により、障害のあるポリフルオロ化ジアルキルエーテルの合成が困難であるという問題が指摘されています。また、これに関連する競合する副反応が常に低い反応性をもたらすという問題もあります。これまでに、電気触媒による脱炭酸やヒドロアルコキシ化などの戦略が探求されてきましたが、構造的多様性を持つエーテルを得るための直截的な方法はまだ見つかっていません。
新規性：
この研究では、光誘導アプローチを提案しています。この方法では、シングレットカルベンの場内生成とそれに続くO-H挿入を利用して、障害のあるエーテルや多フルオロ化エーテルにアクセスします。この方法は、多様なかさ高いアルコールや多フルオロ化アルコールをそれぞれの困難なエーテルに効率良く変換することができました。
方法：
この光誘導アプローチにおいては、フェノール、H2O、チオール、シラノール、トリブチルスズハイドリドなどの他の求核剤も容認され、価値ある製品を得ることができました。市販薬のグラムスケール合成や複雑な分子の修飾においても、このアプローチの実用性が示されました。詳細な機構研究により、重要な中間体や反応機構が解明されています。
以上のように、この研究は障害のあるポリフルオロ化ジアルキルエーテルの合成における新しい光誘導アプローチを提案し、その有効性を実証しています。
Facile Access to Hindered Ethers via Photoinduced O-H Bond Insertions
Xinyu, Han, Yu, Zhang, Dong, Li, Dinggang, Wang, Jinxin, Wang, Shao-Fei, Ni, Shoubhik, Das, Wei-Dong, Zhang, Xin, Luan 2024-07-15 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-hbsbj?rft_dat=source%3Ddrss
下記の文章は論文アブストラクトをもとに Retrieval-Augmented Language Modeling (RALM) により生成された文章であり、正確性は保証しません。
Question 13: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
この研究では、タンパク質チロシンキナーゼファミリーに属するVEGFR-2（血管内皮成長因子受容体2）が、重要な標的分子の一つとして浮上しています。FDA（アメリカ食品医薬品局）による新規治療薬の承認が進む中、VEGFR-2活性を確実に制限するための洗練された分子構造の発見が急務とされています。
【背景】
VEGFR-2は、がんの血管新生を促進する重要な役割を担っており、この受容体を標的とすることでがん治療における新たなアプローチが可能になると考えられています。そのため、VEGFR-2を効果的に阻害する小分子の発見は、がん治療の分野で大きな注目を集めています。
【新規性】
本研究では、ディープラーニングに基づく分子モデルの進歩を活用し、化学空間を探索することでVEGFR-2を潜在的に阻害する小分子を見つけ出すことに焦点を当てています。特に、Junction Tree Variational Autoencoderを用いた最適化手法を2つ組み合わせることで、未知の小分子493個を生成しました。
【方法】
研究では、初期データセットに対する局所ベイズ最適化と、FDA承認済みのVEGFR-2標的薬9種に対する勾配上昇法を用いて最適化を行いました。生成された分子の阻害潜在性は、予測されたpIC50値と結合親和性を用いて評価されました。QSAR（定量的構造活性関係）モデルは、CatBoostアルゴリズムを使用してRDK7フィンガープリントに基づいて構築され、内部および外部の検証に対して高い決定係数（R2）を達成しました。また、分子ドッキングは4ASD複合体を用いて実施され、楽観的な後方制御結果が得られました。
以上の方法により、両評価で受け入れ可能な結果を持つ新たに生成された分子が選出され、重要な残基（Cys919、Asp1046、Glu885など）でのタンパク質との相互作用が検証されました。これにより、VEGFR-2の活性を効果的に制限する可能性のある新規小分子の発見につながります。
Discovery of VEGFR-2 Inhibitors employing Junction
Tree Variational Encoder with Local Latent Space
Bayesian Optimization and Gradient Ascent Exploration
Tuyen Ngoc, Truong, Thanh-An, Pham, Van-Thinh, To, Hoang-Son Lai, Le, Phuoc-Chung Van, Nguyen, The-Chuong, Trinh, Tieu-Long, Phan, Gia-Bao, Truong 2024-07-15 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-18mqh?rft_dat=source%3Ddrss
下記の文章は論文アブストラクトをもとに Retrieval-Augmented Language Modeling (RALM) により生成された文章であり、正確性は保証しません。
Question 14: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
背景：
非結核性抗酸菌（NTM）は、重度の肺疾患に関連する新たな人間の病原体として出現しています。現在の治療法では、複数の薬剤を長期間使用することが一般的であり、しばしば効果が不十分です。バクテリアのジヒドロ葉酸還元酵素（DHFR）は、グラム陰性細菌感染症において抗生物質によって標的とされる重要な酵素です。しかし、グラム陰性細菌向けに設計された既存のDHFR阻害剤は、抗酸菌のDHFRに対してしばしば効果がありません。
新規性：
この研究では、マラリアのDHFR阻害剤であるP218に基づいて、NTM DHFR阻害剤の合理的な設計を詳細に説明しています。新たに特定された化合物8は、2,4-ジアミノピリミジンであり、改善された薬理学的特性と、主要なNTM種であるMycobacterium aviumおよびMycobacterium abscessusの精製DHFRおよび全細胞培養に対する活性を示します。
方法：
この研究では、まず、マラリアのDHFR阻害剤であるP218の構造を基に、NTMのDHFRを標的とする化合物の設計が行われました。次に、新たに設計された化合物8の薬理学的特性と活性を評価するために、精製されたDHFR酵素およびNTMの二つの主要な種に対する全細胞培養を用いた実験が行われました。その結果、化合物8はNTM感染症に対する有効な治療法としての可能性を示すことが確認されました。
この研究は、DHFRを標的としたNTM感染症治療のための新しいアプローチの開発において、化合物8が有望な候補であることを強調しています。
Rational exploration of 2,4-diaminopyrimidines as DHFR inhibitors active against Mycobacterium abscessus and Mycobacterium avium, two emerging human pathogens
Rafael, Couñago, Matheus, Meirelles, Vitor , Almeida, Jaryd , Sullivan, Ian , de Toledo, Caio, dos Reis, Micael , Cunha, Rachael , Zigweid, Abraham, Shim, Banumathi, Sankaran, Elijah, Woodward, Steve, Seibold, Lijun, Liu, Mohammad, Mian, Kevin, Battaile, Jennifer, Riley, Christina, Duncan, Frederick , Simeons, Liam , Ferguson, Kevin , Read, Scott , Lovell, Bart , Staker, Marcel , Behr, Ronaldo , Pilli 2024-07-15 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-6rn7j?rft_dat=source%3Ddrss
下記の文章は論文アブストラクトをもとに Retrieval-Augmented Language Modeling (RALM) により生成された文章であり、正確性は保証しません。
Question 15: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
本研究では、1,2,5-オキサジアジナンという飽和窒素含有ヘテロ環を小分子に取り入れることが、生物系内での未探索の挙動と合成プロトコルの不完全さから、薬物発見において魅力的な方向性を示しています。この研究で紹介されている1,2,5-オキサジアジナンは、ピペリジン-2-オンの革新的なヘテロサイクリックバイオイソステアとして、また抗シストソーマ薬プラジカンテル（PZQ）の新しいケモタイプとして提示されています。PZQは、溶解性が低く、苦味が強く、代謝安定性が低いといった重要な欠点を持っているため、新しいクラスの抗シストソーマ薬の発見が急務とされています。
【背景】
PZQは過去三十年間で唯一の臨床薬として使用されてきましたが、その問題点を解決するために新しい化合物の開発が求められています。1,2,5-オキサジアジナンの研究は、これまで生物系での挙動がほとんど探索されていないため、新しい可能性を秘めています。
【新規性】
本研究では、1,2,5-オキサジアジナン誘導体の合成のために、ニトロンとN,N,N',N'-テトラアルキルジアミノメタンをIrIII複合体光感作剤の存在下でシクロアジションするという先駆的な方法を導入しました。この変革的な反応は、穏やかな反応条件と広い基質範囲を特徴とする1,2,5-オキサジアジナンの多様な種類への合成ルートを提供します。
【方法】
機構的な調査から、光レドックス経路が[3+3]光シクロアジションプロセスの基盤にあることが示唆されています。この方法により、PZQと同等の生物活性を保持しつつ、優れた溶解性を示す新しい抗シストソーマ化合物のケモタイプとして、注目すべき分子が同定されました。
Anti-Schistosomal Activity and ADMET Properties of 1,2,5-Oxadiazinane-Containing Compound Synthesized by Visible-Light Photoredox Catalysis
Kennosuke, Itoh, Hiroki, Nakahara, Atsushi, Takashino, Aya, Hara, Akiho, Katsuno, Yuriko, Abe, Takaaki, Mizuguchi, Fumika, Karaki, Shigeto, Hirayama, Kenichiro, Nagai, Reiko, Seki, Noriko, Sato, Kazuki, Okuyama, Masashi, Hashimoto, Ken, Tokunaga, Hitoshi, Ishida, Fusako, Mikami, Kofi Dadzie, Kwofie, Hayato, Kawada, Bangzhong, Lin, Kazuto, Nunomura, Toshio, Kanai, Takeshi, Hatta, Naotoshi, Tsuji, Junichi, Haruta, Hideaki, Fujii 2024-07-15 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-rh4m7?rft_dat=source%3Ddrss
下記の文章は論文アブストラクトをもとに Retrieval-Augmented Language Modeling (RALM) により生成された文章であり、正確性は保証しません。
Question 16: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
この研究では、メナキノン経路（men）について取り上げられています。この経路はバクテリアに広く存在し、必須ビタミンであるメナキノンや自然染料のローソンなど、興味深い小分子の生合成に重要です。さらに、この研究では、メナキノン経路のもう一つの提案された生成物であるバイオレット分子のブレビン酸に焦点を当てていますが、その直接的な生合成前駆体はこれまで疑問視されてきました。
【背景】
ブレビン酸の生合成については、その直接的な前駆体が不明であり、これまでDHNAという仮説上の前駆体が考えられていましたが、確証は得られていませんでした。この研究では、ブレビン酸がE. coliから単離され、その非酵素的形成がローソンとホモシステインからの中間アセチル化またはリン酸化ステップを含むことが確認されました。
【新規性】
この研究の新規性は、ブレビン酸の生合成における新たな前駆体としてローソンを提案し、DHNAと比較して非酵素的アッセイでその反応性を検証した点にあります。活性化されたローソン誘導体との反応が速く、選択的で、完全なターンオーバーを示したことから、ローソンからのブレビン酸の生合成が支持されました。
【方法】
非酵素的アッセイを用いて、提案された基質と以前仮定されていた前駆体DHNAを比較しました。反応速度、選択性、完全ターンオーバーの観点から、活性化されたローソン誘導体との反応が優れていることを示しました。
この研究により、ブレビン酸の生合成経路の理解が深まり、ローソンからのブレビン酸の効率的で大規模な合成が可能になることが期待されます。
Biosynthesis of Brevinic Acid from Lawsone
Tobias, Gulder, Maximilian, Hohmann 2024-07-12 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-hz7qm?rft_dat=source%3Ddrss
下記の文章は論文アブストラクトをもとに Retrieval-Augmented Language Modeling (RALM) により生成された文章であり、正確性は保証しません。
Question 17: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
この論文では、自然界に存在する脂質の非生物的な生成方法について述べられています。この研究の背景としては、生命に似た人工細胞の開発や、生きている細胞内での脂質機能の新しい探求方法を解き放つ可能性があります。しかし、生物学において見られる多様な脂質を合成するために、穏やかで非酵素的な方法を利用できるかどうかは不明でした。
新規性としては、この研究で初めて、可視光駆動の光レドックス化学を使用して水中で天然脂質の非生物的形成を実証しました。これは、極性のある単鎖前駆体に炭化水素尾部を結合させるラジカル媒介カップリングにより、酵素的に形成されたものと同一の脂質を生成することができる点で重要です。
方法としては、空間的および時間的に制御された脂質生成が、新しい小胞の形成、成長、および分裂を促進します。さらに、核酸によって活性化されるいくつかの光レドックス触媒が脂質合成を駆動することができます。また、生物活性脂質の合成が生きている細胞内でシグナル伝達を引き起こすことも示されています。
この研究は、脂質の合成と機能に関する我々の理解を深めるものであり、人工細胞の開発や生物学的プロセスの模倣に新たな道を開く可能性があります。
Photochemical synthesis of natural membrane lipids in artificial and living cells
Peng, Ji, Alexander, Harjung, Caroline, Knittel, Alessandro, Fracassi, Jiyue, Chen, Neal, Devaraj 2024-07-12 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-pv90m?rft_dat=source%3Ddrss
下記の文章は論文アブストラクトをもとに Retrieval-Augmented Language Modeling (RALM) により生成された文章であり、正確性は保証しません。
Question 18: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
この研究は、生物学的インプラントの用途において、天然ゼラチンを唯一の構造成分として使用して複雑な構造を製造するためにデジタルライトプロセッシング（DLP）印刷を利用することを探求しています。
背景として、従来のアプローチでは合成材料や化学的に修正された生体高分子に依存していましたが、この研究ではゼラチンの固有の特性を活用して生体適合性の構造を作成することを目指しています。ゼラチンは生体に優しい材料として知られており、自然由来のため生体適合性が非常に高いです。
新規性としては、この研究では、可視光照射によって開始されるジチロシン形成を利用する架橋メカニズムに基づいて印刷プロセスが行われます。これにより、化学的に修正されていないタンパク質のみを使用したバイオインクで、高い忠実度を持つ複雑な3Dオブジェクトを生産する可能性を強調しています。
方法としては、最大30wt.%の濃度で印刷可能であることが分かったゼラチン含有配合物を使用して、ソフトティッシュに似た圧縮モジュラスを持つ突出物や開放型埋め込みチューブの製造が可能です。さらに、印刷されたスカフォールドへの細胞の播種と、細胞を含む印刷組成物（細胞含有）の二つのインプラント製造技術を評価しました。初期の生物学的実験は、ゼラチン構造内での軟骨細胞の3D培養を可能にする両方の戦略を示しています。
このように、この研究は、再生組織工学の進展に向けて道を開く、DLP印刷における未修正のタンパク質のみを含むバイオインクの利用の可能性を強調しています。
DLP printing of non-modified protein-only compositions
Ayelet, Bunin, Orit, Harari-Steinberg, Doron, Kam, Tatyana , Kuperman, Moran , Friedman-Gohas, Bruria , Shalmon, Shay Ithhak, Duvdevani, Shlomo, Magdassi, Liraz, Larush 2024-07-12 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-n59fn?rft_dat=source%3Ddrss
下記の文章は論文アブストラクトをもとに Retrieval-Augmented Language Modeling (RALM) により生成された文章であり、正確性は保証しません。
Question 19: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
背景:
mRNAのポリ(A)尾部の除去は、その安定性と翻訳活性を低下させます。デアデニル化過程は主にCCR4-NOT複合体によって調節されますが、効果的な化学的阻害剤はほとんどありません。サブユニットNOT9は、様々なRNA結合タンパク質(RBPs)を結合し、これらのタンパク質がmRNAを配列特異的にCCR4-NOT複合体にリクルートし、デアデニル化を促進します。これらのRBPsのいくつかは進化的に保存されたNOT9結合モチーフ(CBM)を介してNOT9と相互作用します。
新規性:
この研究では、CBMを出発点として、NOT9に対して60 nMの結合親和性を持つ強力なハイドロカーボンステープルペプチド(NIP-2)を同定しました。このペプチドは、体外でCCR4-NOT複合体によるポリ(A) RNAのデアデニル化活性を阻害する能力を持ちます。さらに、NIP-2とNOT9の共結晶構造が得られ、これを基にポイント突然変異を通じてペプチドの最適化が行われました。最適化されたNIP-2-H27A-N3は、細胞内でCCR4-NOT複合体のデアデニル化活性を阻害し、標的mRNAのポリ(A)尾部の長さを増加させることができました。
方法:
この研究では、まず、NOT9と高い親和性を持つペプチド(NIP-2)を同定しました。次に、共結晶構造を取得し、ポイント突然変異を用いてペプチドの最適化を行いました。最適化されたペプチド(NIP-2-H27A-N3)を用いて、細胞内でのCCR4-NOT複合体のデアデニル化活性の阻害とmRNAのポリ(A)尾部の長さの増加を評価しました。これにより、mRNAの安定性を向上させるためのデアデニル化阻害剤の使用可能性が示されました。
Targeting the NOT9 subunit of the CCR4-NOT complex inhibits mRNA deadenylation
Peter, 't Hart, Sunit, Pal, Ilja, Gordijenko, Stefan, Schmeing, Somarghya, Biswas, Yasemin, Akbulut, Raphael, Gasper 2024-07-12 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-g3vzg?rft_dat=source%3Ddrss
下記の文章は論文アブストラクトをもとに Retrieval-Augmented Language Modeling (RALM) により生成された文章であり、正確性は保証しません。
Question 20: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
この論文では、細胞の増殖に伴う高い電子受容体の再生需要に焦点を当てています。特に、NAD(P)+/NAD(P)Hが細胞内の多くの重要な酸化還元反応に関与していることが指摘されています。しかし、生きた細胞内でのこれらの分析は依然として困難です。
【背景】
細胞の増殖はNAD(P)+/NAD(P)Hの連続的な再生を必要としますが、これらの分子の動態を生きた細胞内で正確に分析することは難しいという問題があります。
【新規性】
この研究の新規性は、ラベルフリーの蛍光寿命イメージング（NAD(P)H-FLIM）と信号強化磁気共鳴（MR）分光法を組み合わせることで、細胞内の代謝経路を研究する新しいアプローチを提案している点にあります。
【方法】
具体的な方法として、RAMOS細胞を用いて、NAD+の「サルベージ経路」の律速酵素であるニコチンアミドリン酸リボシルトランスフェラーゼ（NAMPT）をFK866で阻害しました。FK866処理によりNAD+が減少し、それに伴って細胞の増殖が抑制されました。NAD(P)H-FLIM分析では、NAMPT阻害による一般的なNAD(P)H依存的な代謝活動の増加が示されました。これは、酵素結合型と全NAD(P)H濃度の比率の増加によって示されます。さらに、NADPHオキシダーゼ活性の顕著な増加と乳酸脱水素酵素（LDH）活性の減少が見られました。LDH活性の変化は、MRを用いてリアルタイムで測定されたピルビン酸から乳酸への変換のフラックスの減少によって確認されました。
これらの技術を用いることで、細胞内の代謝経路の空間的かつ時間的な理解を深める道が開かれることが示されています。これは、生きた細胞の代謝プロセスを理解するための新しい手法として、大きな可能性を秘めています。
Para-hydrogen induced polarization NMR and NAD(P)H-fluorescence lifetime imaging synergistically reveal enzymatic and thus metabolic changes in human tumor cells upon NAMPT inhibition: a proof-of-principle.
Dieter, Kube, Lea Marie, Jeude, Ruth, Leben, Yonghong, Ding, Gabriele, Stevanato, Stefan, Glöggler, Raluca, Niesner 2024-07-12 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-l9f24?rft_dat=source%3Ddrss
下記の文章は論文アブストラクトをもとに Retrieval-Augmented Language Modeling (RALM) により生成された文章であり、正確性は保証しません。
Question 21: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
この論文では、ソフトマターと生物高分子の研究において、分子動力学シミュレーションが重要なツールとして使用されていることが背景として述べられています。これらのシミュレーションから生じる大量の高次元データは、複雑な材料や分子プロセスに基づく原子レベルのメカニズムを直ちに明らかにするものではありません。そのため、ソフトマターのシミュレーション固有の動力学を考慮して、意味のある分子スケールの理解を抽出するために、特定で複雑なアルゴリズムの適用が必要です。
新規性として、この研究ではPySoftKというソフトウェアパッケージを介して提供される一連の分子シミュレーション分析ツールを紹介しています。これらのツールは、インターフェース、分子間相互作用（リングリングスタッキングを含む）、自己組織化を調査するために使用されます。さらに、シミュレーションボックスの半分以上の長さを持つ分子構造をアンラップするための便利な機能など、いくつかの補助ツールも含まれています。
方法として、これらのツールはPySoftKソフトウェアパッケージに含まれており、ユーザーがこれらのアルゴリズムを簡単に適用できるようにしています。高品質で自動化された計算ワークフローがこの分析を再現可能な方法で容易に行えるように設計されており、ユーザーからの最小限の入力で済みます。
この研究によって、ソフトマターと生物分子シミュレーションの高品質で再現可能な分析をサポートし、ナノテクノロジーおよびバイオテクノロジーにおける新たな予測的理解をもたらすことが期待されます。
Automated Analysis of Interfaces, Interactions and Self-Assembly in Soft Matter Simulations
Christian D., Lorenz, Alejandro, Santana-Bonilla, Robert M., Ziolek, Raquel, Lopez-Rios de Castro 2024-07-12 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-1lbpg-v2?rft_dat=source%3Ddrss
下記の文章は論文アブストラクトをもとに Retrieval-Augmented Language Modeling (RALM) により生成された文章であり、正確性は保証しません。
Question 22: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
この論文では、固体リピッドナノ粒子（SLNs）を用いた薬物送達システムに焦点を当てています。特に、SLNsを画像コントラスト剤でラベル付けすることにより、治療診断（セラノスティクス）の候補として魅力的であることが示されています。この研究の目的は、特に設計された近赤外線吸収型のBODIPY染料（BY-aniline-Palm）をデキサメタゾンパルミテートのSLNsに封入することにより、光音響（PA）イメージングのためにラベル付けされた最初のSLNsを作成することです。
背景: SLNsは、そのバイオコンパチビリティと薬物の保護能力のために、薬物送達システムとして広く研究されています。さらに、これらのナノ粒子を画像コントラスト剤でラベル付けすることで、治療と診断を同時に行うセラノスティクスアプローチが可能になります。
新規性: この研究の新規性は、BY-aniline-Palmという特別に設計された染料を使用して、PAイメージングに適したSLNsを開発する点にあります。従来のSLNsと比較して、この染料は近赤外線領域で高い吸収を示し、PAイメージングに特に適しています。また、一つのポット製法プロトコルを用いて、プロドラッグをBY-aniline-Palmラベルに異なる割合で置換することが可能です。
方法: 研究では、BY-aniline-Palmの濃度を変化させることによってSLNsの光吸収とPAスペクトルがどのように変化するかを調べました。また、高濃度での集合体の形成も観察されました。光音響発生効率（PGE）については、スペクトルが変化することが定量的に示され、特に1を超える値が得られました。さらに、吸収スペクトルとPAスペクトルの両方を3つのガウス関数の和として分解するスペクトル分解法を用いて、BY-aniline-Palmの濃度が変化するときのPGEのバンドごとの進化を示しました。
結論: この研究は、ラベル付けされたSLNsがPAイメージングにとって有望なエージェントであることを強調しており、染料が集合体を形成する傾向があるようなナノシステムで発生する複雑な変化を明らかにしています。
Quantitative photoacoustic spectral transformations in theranostic Solid Lipid Nanoparticles labelled with increasing concentrations of a Photoacoustic NIR BODIPY
Jérôme, Gateau, Clément, Linger, Giulia, Maccini, Rachel, Méallet, Gilles, Clavier, Nicolas, Tsapis 2024-07-12 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2023-7c75d-v2?rft_dat=source%3Ddrss
下記の文章は論文アブストラクトをもとに Retrieval-Augmented Language Modeling (RALM) により生成された文章であり、正確性は保証しません。
Question 23: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
この研究では、生物学的なシグナリング分子である硫化水素（H2S）と一酸化窒素（NO）が複雑な細胞内経路に関与していることに焦点を当てています。これらの分子は多くの生理的プロセスに必要であり、H2SとNOの共依存性が観察されることから、チオニトリット（SNO–）やパーチオニトリット（SSNO–）などの異なるH2S/NO•クロストーク種がこの共依存性を担っていると提案されています。
【背景】
硫化水素（H2S）と一酸化窒素（NO）は、細胞信号伝達において重要な役割を果たす気体の生物学的分子です。これらは複数の生理的プロセスに不可欠であり、その相互作用やクロストークは生体システムの理解において重要な課題です。
【新規性】
本研究では、SNO–とSSNO–の形成に至る基本的な反応化学についての新たな実験的洞察を報告しており、これまで十分に理解されていなかったこれらのS/Nハイブリッド種の性質や特性、形成経路、反応性について明らかにしています。また、プロトン媒介の相互変換機構も含めて、新たな反応モードを示しています。
【方法】
実験的アプローチを通じて、SNO–およびSSNO–の形成経路とその機構を探求しました。特に、プロトン媒介による相互変換のメカニズムに焦点を当て、これらの経路がどのようにしてこれらのクロストーク種の形成に寄与するかを解析しています。さらに、他の硫黄含有潜在的クロストーク種（例えばカルボニル硫化物（COS））との新たな反応性を示し、これがどのようにして生物学的プロセスに影響を与える可能性があるかを検討しています。
この研究は、H2SとNOの生物学的役割とその相互作用に関する理解を深め、新たな生物学的シグナリング経路の可能性を開くことに寄与するものです。
Seeing Double: Experimental Insights into the Formation, Reactivity, and Crosstalk of Thionitrite (SNO–) and Perthionitrite (SSNO–)
Michael, Pluth, Amanda, Davis 2024-07-11 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-pv3xc?rft_dat=source%3Ddrss
下記の文章は論文アブストラクトをもとに Retrieval-Augmented Language Modeling (RALM) により生成された文章であり、正確性は保証しません。
Question 24: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
この論文では、振動電子エネルギー損失分光法（vibEELS）を用いて、高空間分解能で分子の結合環境を測定する技術について説明しています。背景として、この技術がどのようにして特定の機能基を持つ非天然アミノ酸の振動特性を識別するのに役立つかが示されています。具体的には、メチオニンのトリフルオロ化を検討し、炭素-水素（C-H）結合を炭素-フッ素（C-F）結合に変換することによって得られる効果について説明しています。
新規性としては、フッ素を「ゼロサイズ」のラベルとして使用し、タンパク質の最小限の化学的変更を可能にする点が挙げられます。このアプローチにより、振動電子エネルギー損失分光法（vibEELS）を用いて、ナノメートルレベルで局在化した振動応答を利用して、高空間分解能でタンパク質ラベルの空間的追跡が可能になります。
方法としては、トリフルオロメチオニン（Tfm）のvibEELスペクトルが直接、トリフルオロメチル（CF3）機能基の特徴であるC-F伸縮モードを記録し、同じサンプルから収集された赤外線スペクトルと比較することが説明されています。EELSデータはより優れた空間分解能を持ち、大きなマクロなサンプル量を必要とせずに測定が可能です。
この研究は、生物学的経路やタンパク質構造のダイナミクスを高空間分解能で研究するための新たな可能性を開くものであり、科学技術の進歩に寄与する重要な成果と言えます。
Vibrational Electron Energy Loss Spectroscopy for Zero-Size Labeling of Amino Acids
Judy, Kim, Emanuela, Liberti, Quentin , Ramasse, Chi-Hang, Fan, Satoshi, Kishigami, Demie, Kepaptsoglou, Ajay, Jha, Adrián, Pedrazo-Tardajos, Alexander, Reifsnyder, Andrew, Baldwin, Benjamin, Davis, Angus, Kirkland, David, McComb 2024-07-11 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-09q97?rft_dat=source%3Ddrss
下記の文章は論文アブストラクトをもとに Retrieval-Augmented Language Modeling (RALM) により生成された文章であり、正確性は保証しません。
Question 25: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
この論文では、分子表現の堅牢性を向上させるための努力が進む中で、それらをテストし検証する方法の必要性が高まっています。著者たちは、教師なしのディープラーニングモデルである変分オートエンコーダ（VAE）を使用して、SELF-referencIng Embedded Strings（SELFIES）と呼ばれるよく知られた分子文字列形式の異常なサンプルを生成します。この実験は、SELFIESが別の文字列表現であるSMILESに変換されると常に有効であるという基本的な仮定に疑問を投げかけます。興味深いことに、VAEの潜在空間の特定の領域がこの仮定に反するSELFIESを生成するのに特に効果的であることがわかりました。潜在空間における有効性のこの連続的かつ放射状の組織は、分子表現の信頼性に影響を与える要因をより良く理解するのに役立ちます。著者たちは、VAEと関連する異常生成アプローチが分子表現の堅牢性を評価するための有効なツールを提供すると提案しています。また、一部のSELFIES文字列（バージョン2.1.1）が無効である可能性がある理由を探求し、それらを改善するための変更を提案し、分子文字列表現に関するさらなる議論を促すことを目指しています。
背景として、分子表現の堅牢性を評価することは、化学、薬学、バイオインフォマティクスなどの分野で重要です。SELFIESは、化学構造を文字列として表現する新しい方法であり、SMILESと比較して一部の利点がありますが、すべてのSELFIESがSMILESに正確に変換できるわけではないという問題があります。
新規性として、この研究はVAEを利用してSELFIESの異常なサンプルを生成し、その検証を行うという点にあります。また、潜在空間内の特定の領域が分子表現の有効性にどのように関連しているかを明らかにすることも、新しい洞察を提供しています。
方法としては、変分オートエンコーダ（VAE）を使用して、データから学習し、異常な分子表現を生成することが挙げられます。このプロセスを通じて、潜在空間の特性を解析し、分子表現の信頼性に影響を与える要因を探ります。
Fuzz testing molecular representation using deep variational anomaly generation
Michael J., Keiser, Victor H. R., Nogueira, Rishabh, Sharma, Rafael V. C., Guido 2024-07-11 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-ffcrs?rft_dat=source%3Ddrss
下記の文章は論文アブストラクトをもとに Retrieval-Augmented Language Modeling (RALM) により生成された文章であり、正確性は保証しません。
Question 26: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
この論文は、酵素の生物技術的ポテンシャルを最大限に引き出すために、その生物分子特性を改善することが必要であると述べています。しかし、触媒活性の向上はしばしば安定性の低下を伴うため、活性と安定性の間の相互作用を効率的に対処する方法が求められています。
【背景】
酵素は緑の触媒として非常に重要ですが、その特性を生物技術に適用するためには改良が必要です。特に、触媒活性の向上と安定性の維持が課題とされています。
【新規性】
この研究では、酵素最適化における活性と安定性のトレードオフを効率的に解決するために、最近提案された二つの方法論を組み合わせるアプローチを提案しています。これにより、遷移状態類似体結合によって誘導される化学シフトの摂動から触媒ホットスポットを同定し、そのホットスポットの集合において安定化する突然変異の組み合わせを予測します。
【方法】
まず、遷移状態類似体の結合が引き起こす化学シフトの摂動から触媒のホットスポットを特定します。次に、計算/系統発生学的デザイン(FuncLib)を用いて、これらのホットスポットのセットで突然変異の安定化組み合わせを予測します。このアプローチは、すでに活性と安定性の両方で高度に最適化されている新たに設計されたde novo Kemp eliminaseに対して試験されました。
【結果】
このアプローチを使用することで、触媒活性が50倍に増加し、多くのバリアントが著しく高い変性温度と精製収率を示しました。特に、最も効率的なエンジニアリングバリアントは、自然界に存在する酵素と同等の触媒効率を持っています。また、触媒強化の起源が元の設計に存在する触媒非効率的な基質の構造の逐次的な排除にあることが分子シミュレーションによって明らかにされました。
【結論】
この研究は、物理化学的特性をカスタマイズした新規バイオ触媒を得るための設計原理として、動的にガイドされる酵素エンジニアリングの力を示しています。また、基質の立体選択性と領域選択性のエンジニアリングに対する我々のアプローチの可能性を示しています。
Enzyme enhancement through computational stability design targeting NMR-determined catalytic hotspots
Shina Caroline Lynn, Kamerlin, Luis I., Gutierrez-Rus, Eva, Vos, David, Pantoja-Uceda, Gyula, Hoffka, Jose, Gutierrez-Cardenas, Mariano, Ortega-Muñoz, Valeria A., Risso, Maria, Angeles Jimenez, Jose M., Sanchez Ruiz 2024-07-11 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-7xxzg?rft_dat=source%3Ddrss
下記の文章は論文アブストラクトをもとに Retrieval-Augmented Language Modeling (RALM) により生成された文章であり、正確性は保証しません。
Question 27: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
文脈として与えられた論文は、構造ベースの薬物発見において重要な役割を果たす分子ドッキング、すなわちタンパク質と小分子リガンド間の結合構造を予測するタスクに焦点を当てています。
【背景】
分子ドッキングは、薬物発見において不可欠なプロセスであり、最近ではディープラーニングを用いた方法が数多く登場しています。従来のドッキングアルゴリズムよりも優れたパフォーマンスを示すDiffDockなどの最先端のアプローチがありますが、これらのディープラーニングベースのドッキング方法は、結合ポーズを予測する際の強力なパフォーマンスにもかかわらず、明確に定義されたスコアリング機能がしばしば欠けています。この制限は、仮想スクリーニング中に強いインヒビターと弱いインヒビターを効果的に区別することを困難にします。
【新規性】
この制限に対処するために、我々はFeatureDockというトランスフォーマーベースのディープラーニングフレームワークを導入しました。このフレームワークは、タンパク質-リガンドの結合ポーズを正確に予測するだけでなく、仮想スクリーニングのための強力なスコアリング能力を実現します。FeatureDockは、タンパク質構造内の局所環境から化学的特徴を抽出し、リガンドがタンパク質ポケット内で最も結合しやすい場所を示す確率密度エンベロープを予測するためにトランスフォーマーエンコーダーを利用します。さらに、結合確率を予測する際にタンパク質構造からの各化学特徴の注意重みを提供することで、FeatureDockのトランスフォーマー内の注意メカニズムがモデルの解釈可能性をさらに高めます。
【方法】
我々はまた、予測された確率密度エンベロープを符号化するスコアリング機能を設計しました。これにより、リガンドのポーズを最適化し、スコアリングします。仮想スクリーニングに適用した際、FeatureDockはCyclin-Dependent Kinase 2 (CDK2, 非活性化形) およびAngiotensin-converting enzyme (ACE) の両方において、強いインヒビターと弱いものを区別する能力においてDiffDock、Smina、AutoDock Vinaを上回ることが示されました。パフォーマンスはKullback–Leibler (KL) 発散と受信者操作特性 (AUC) 評価指標を使用して評価されました。さらに、FeatureDockはCDK2-リガンド共結晶構造と比較して平均RMSDが2.4 Åであることから、結合ポーズを正確に予測できることも示されました。
このように、FeatureDockは仮想スクリーニングにおける薬物設計を支援するために広く適用される可能性があると期待されています。
FeatureDock: Protein-Ligand Docking Guided by Physicochemical Feature-Based Local Environment Learning using Transformer
Mingyi, Xue, Bojun, Liu, Siqin, Cao, Xuhui, Huang 2024-07-11 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-dh2rw?rft_dat=source%3Ddrss
下記の文章は論文アブストラクトをもとに Retrieval-Augmented Language Modeling (RALM) により生成された文章であり、正確性は保証しません。
Question 28: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
この論文では、タンパク質-リガンド複合体の絶対結合自由エネルギー（ABFE）の計算について述べられています。最近、概念的、方法論的、技術的な進歩により、この分野の研究が広がっています。特に、アンサンブル手法の使用が、正確で精密な予測を可能にし、再現性のある結果を提供しています。
背景:
タンパク質とリガンドの相互作用の理解は、薬剤発見において非常に重要です。しかし、ABFEの予測は、化学的手法を用いても難しい課題であり、これまで薬剤発見において一般的な応用は見られませんでした。
新規性:
この研究では、219のリガンド-タンパク質複合体を含む大規模なデータセットに対して、アンサンブルアルケミカルABFE手法を適用し、高い精度（< 1 kcal/mol）で統計的に堅牢な結果を得ています。これにより、ABFEの予測における新たな可能性が示されています。
方法:
論文では、平衡法と非平衡法を比較し、ABFE予測のための各方法を体系的に評価しています。平衡法は、精度が高く、速く、計算コストが低く、プロトコルがシンプルであるため、大規模な応用やブラインド応用に適しているとされています。さらに、自由エネルギーの分布が正規分布でないことが確認され、その結果についても議論されています。
最適化プロトコルの提案:
研究者たちは、ABFE計算を最適に実行するための明確なプロトコルを推奨しています。このプロトコルを使用することで、現代のエクサスケールマシンを使用して数時間以内に数千のABFE計算を実行することが可能です。
この研究は、タンパク質-リガンド相互作用の理解を深め、薬剤発見プロセスを加速するための新たな道を開くものです。
Equilibrium and Non-equilibrium Ensemble Methods for Accurate, Precise and Reproducible Absolute Binding Free Energy Calculations
Agastya Prakash, Bhati, Shunzhou, Wan, Peter V., Coveney 2024-07-11 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-sslzp?rft_dat=source%3Ddrss
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Question 29: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
この論文では、Alcaligenes sp. 由来のコリンオキシダーゼ（ChOx）が、コリンベースのイオン液体（ILs）から過酸化水素を生成し、過酸化酵素媒介の生物触媒反応を燃料とすると同時に、ヘム依存酵素の酸化劣化を軽減するために使用されています。
背景：
多くの生物触媒反応では、過酸化水素が重要な反応媒介物として機能します。しかし、過酸化水素はヘム依存酵素に対して酸化的なダメージを与える可能性があるため、その生成と使用を制御することが重要です。コリンベースのILsは、過酸化水素の生成源として利用可能であり、同時に溶媒としても機能します。
新規性：
この研究は、コリンオキシダーゼを用いて、コリンILsから直接過酸化水素を生成し、それを利用してホースラディッシュペルオキシダーゼ（HRP）やカルダリオミセス・フマゴ由来のクロロペルオキシダーゼ（CPO）などの酵素を用いたカスケード反応を進行させる点に特徴があります。これにより、酵素の酸化劣化を抑制しながら、高濃度のコリン添加剤を含む反応条件下での生物触媒システムの耐性を評価しています。
方法：
研究では、ChOxとHRPを組み合わせて、コリン二水素リン酸をIL添加剤として使用し、ヒドロキサミン酸やヒドロキシカルバメートの分子内環化を誘導するニトロソエン型経路を利用しています。また、ChOxとCPOのカスケードは、α-アレン式アルコールの臭素化環化を媒介し、両親媒性界面活性剤を使用して水性のコリンプロピオン酸IL媒体をコロイド懸濁液に変換しています。さらに、コリン酢酸ILを使用した1-フリルエタノールの酸化的再配置も評価されています。
結論：
この研究は、水性およびミセル型コリンIL溶液を使用した過酸化水素駆動型生物触媒において、コリンオキシダーゼの広範な可能性を示しています。これにより、重要な酸素および窒素含有複素環の合成において、新たな生物触媒システムの設計と応用が期待されます。
Choline Oxidase and Choline Ionic Liquids in Biocatalytic Heme Peroxidase Cascades
Jan, Deska, Marleen, Hallamaa, Janne M., Naapuri, Rafaela A. L., Silva, Andreia A., Rosatella 2024-07-11 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-hs1fg?rft_dat=source%3Ddrss
下記の文章は論文アブストラクトをもとに Retrieval-Augmented Language Modeling (RALM) により生成された文章であり、正確性は保証しません。
Question 30: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
この研究では、リゾチームの溶解性、活性、および構造に対する二つの界面活性剤、すなわちドデシル硫酸ナトリウム（SDS）とジオクチルスルホコシン酸（DOSS）の影響を調査しました。背景として、疎水性イオンペアリングは、薬物の親油性を調節し、高分子および脂質ベースの薬物送達システムへの封入を容易にする確立された溶解性エンジニアリング技術です。しかし、タンパク質に対しては、界面活性剤との複合体形成がタンパク質の展開プロセスや生物活性の喪失につながる可能性があります。
新規性として、この研究はリゾチームとSDSおよびDOSSを異なる電荷比（4:1、2:1、1:1、1:2、1:4）で結合させ、pH 4.5での疎水性イオンペアリングを通じて、リゾチームの溶解性、活性、および構造に対するそれぞれの界面活性剤の影響を系統的に評価しました。特に、1:1の電荷比で最大の複合体形成効率が確認され、タンパク質定量アッセイとゼータ電位測定によってほぼ中性の表面電荷が示されました。
方法については、リゾチームの親油性は成功裏に増加し、SDSでは最大でlog D n-octanol/PBS値が2.5、DOSSでは1.8に達しました。バイオアクティビティ評価では、M. lysodeikticus細胞壁のリシスを評価し、ストイキオメトリー未満の比率でSDSとの複合体形成によりリゾチームの触媒能力が最大2倍に増加することが示されました。二次構造分析では、フーリエ変換赤外分光法を使用して、低濃度のSDSとの複合体形成に伴いリゾチームが部分的に展開するプロセスが示されました。さらに、分子動力学シミュレーションにより、これらの低濃度で活性部位残基Glu 35がより溶媒に露出する肯定的な構造が得られることが確認されました。DOSSに関しては、低濃度の界面活性剤がリゾチームの固有の機能と構造を保持しつつ、タンパク質の親油性特性を増加させました。
これらの研究成果は、タンパク質活性の調節が界面活性剤の化学と関連していること、および制御されたイオンペアリングがリゾチームの溶解性、活性、および構造の再設計につながることを示しており、特に経口バイオセラピューティックスの製剤戦略の開発に向けた医療分野での先進的なタンパク質アプリケーションに重要な意味を持っています。
Re-engineering lysozyme solubility and activity through surfactant complexation
Sheiliza, Carmali, Jiaming , Mu, Leran , Mao, Gavin, Andrews 2024-07-11 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-b76v4-v2?rft_dat=source%3Ddrss
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Question 31: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
非生物から生命を合成するというテーマは、何世紀にもわたって科学者たちを魅了しています。この壮大な挑戦は、生命の基本原理を解明し、その独特な特徴である回復力、持続可能性、進化能力を活用することを目指しています。合成生命は、バイオテクノロジー、医学、材料科学において莫大な可能性を秘めています。合成生物学、システム化学、生物物理学の進歩により、この野心的な目標を達成することが現実的に近づいています。
【背景】
長年にわたり、科学者たちは非生物から生命を創出することに興味を持ち続けてきました。この研究は、生命の根本的な原理を理解し、それを応用することで新たな科学技術の発展を目指しています。特に、合成生命の研究は、自然界の生命体が持つ回復力や進化の機序を模倣し、それを人間の技術に応用することで、多くの科学分野に革新をもたらす可能性があります。
【新規性】
合成生物学、システム化学、生物物理学といった分野の進展により、細胞成分の組み立てやバイオミメティックハードウェアの合成、化学反応ネットワークを用いたダーウィニアン進化の実現が進んでいます。これらの技術は、生命を模倣したシステムを創出し、それが自己組織化や自己複製、進化する能力を持つことを示しています。
【方法】
研究者たちは、細胞の構成要素を組み立て、合成細胞用のバイオミメティックハードウェアを合成することに成功しています。また、化学反応ネットワークを使用してダーウィニアン進化の可能性を示しており、これにより合成生命が自然選択によって進化する基盤が築かれています。これらの方法は、生命の機能を模倣し、それを制御する技術の開発に寄与しています。
【課題】
この研究分野では、用語や目的の定義、異分野間の協力、倫理的側面や公衆の懸念への対応といった多くの課題が残されています。これらの課題に対処するためには、国際的な協力と公開討論が必要です。
この論文は、世界中の科学者が参加した２週間のワークショップに基づいた議論から、生命のエンジニアリングに向けたロードマップを提供しています。これにより、合成生命の研究がどのように進められているか、そしてそれが直面している課題と解決策が明らかになります。
A roadmap towards the synthesis of Life
Job, Boekhoven, Christine, Kriebisch, Olga, Bantysh, Lorena, Baranda, Andrea , Belluati, Eva , Bertosin, Kun , Dai, Maria , de Roy, Hailin , Fu, Nicola, Galvanetto, Julianne , Gibbs, Samuel , Santhosh Gomez, Gaetano , Granatelli, Alessandra , Griffo, Maria , Guix, Cenk , Onur Gurdap, Johannes , Harth-Kitzerow, Ivar, Haugerud, Gregor, Häfner, Pranay, Jaiswal, Sadaf, Javed, Ashkan, Karimi, Shuzo , Kato, Brigitte, Kriebisch, Sudarshana, Laha, Pao-Wan, Lee, Wojciech, Lipinski, Thomas, Matreux, Thomas, Michaels, Erik , Poppleton, Alexander, Ruf, Annemiek , Slootbeek, Iris , Smokers, Héctor , Soria-Carrera, Alessandro , Sorrenti, Michele, Stasi, Alisdair , Stevenson, Advait , Thatte, Mai , Tran, Merlijn , van Haren, Hidde, Vuijk, Shelley , Wickham, Pablo , Zambrano, Katarzyna, Adamala, Karen, Alim, Ebbe Sloth , Andersen, Claudia, Bonfio, Dieter, Braun, Erwin, Frey, Ulrich, Gerland, Wilhelm, Huck, Frank, Jülicher, Nadanai, Laohakunakorn, Sijbren, Otto, James, Saenz, Petra, Schwille, Kerstin, Göpfrich, Christoph, Weber, L., Mahadevan 2024-07-10 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-tnx83?rft_dat=source%3Ddrss
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Question 32: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
この論文では、シアリルトランスフェラーゼ（ST）という酵素に焦点を当てています。STは哺乳類や細菌などに存在し、シアリル化グリカンの生成に関与しています。これらのグリカンは人間の健康や病気において重要な役割を果たしており、例えば病原性細菌による機会的分子擬態が挙げられます。しかし、これまでSTを研究するための化学ツールは、非共有結合性の阻害剤やプローブに限られており、これらの重要な酵素の分離やプロファイリングを可能にするものではありませんでした。
背景:
シアリルトランスフェラーゼは、特に人間の健康や病気の文脈で重要な役割を果たすシアリル化グリカンを生産する責任があります。これまでの研究ツールは、これらの酵素の機能や活動を詳細に調べるのに十分ではありませんでした。
新規性:
この論文は、STを標的とする初めての共有結合性プローブを報告しています。これらのアフィニティベースのプローブは、合成が簡単で堅牢なO-ニトロベンゾキサダイアゾール（O-NBD）ワーヘッドを装備しており、リシン特異的なSNAr求電子ワーヘッドであり、望ましいオン蛍光特性を持っています。
方法:
研究者たちは、リガンド指向の化学を利用して、これらのプローブを開発しました。これらのプローブは、再生産されたシアリルトランスフェラーゼだけでなく、人間の病原体であるNeisseria gonorrhoeaeのネイティブリポオリゴ糖シアリルトランスフェラーゼ（Lst）に対しても高い特異性を示すことを実証しました。
この新しいクラスのモジュラー共有結合STプローブとその将来のバージョンは、そのネイティブ環境でのシアリルトランスフェラーゼの新たな詳細な研究の道を開く可能性があります。これにより、これまでにない詳細な洞察が得られ、新たな治療法や診断法の開発に寄与することが期待されます。
Affinity-Based Covalent Sialyltransferase Probes Enabled by Ligand-Directed Chemistry
Tom, Wennekes, Jun Yang, Ong, Erianna I., Alvarado-Melendez 2024-07-10 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-rzqm6?rft_dat=source%3Ddrss
下記の文章は論文アブストラクトをもとに Retrieval-Augmented Language Modeling (RALM) により生成された文章であり、正確性は保証しません。
Question 33: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
この論文では、22種類の対称および非対称の4-アリール-1,4-ジヒドロピリジン（1,4-DHPs）を、環境に優しいマイクロ波アシスト一段階多成分ハンチ合成法を用いて合成し、人間のがん細胞株3種（U-251MG：人間の神経膠腫、HeLa 229：人間の子宮頸癌、MCF-7：人間の乳癌）に対する細胞毒性を評価しました。
背景：
がん治療のための新しい薬剤の開発は、現代医学の重要な課題の一つです。1,4-DHPsは、カルシウムチャネルブロッカーとして知られており、その構造が様々な生物学的活性を示す可能性があります。この研究では、1,4-DHPsの新しい誘導体を開発し、そのがん細胞に対する効果を評価することを目的としています。
新規性：
本研究の新規性は、環境に優しいマイクロ波アシストの一段階多成分合成法を用いて、新しい1,4-DHPsを合成した点にあります。この方法は、反応時間の短縮、エネルギー効率の向上、および副生成物の削減といった利点を提供します。
方法：
合成された1,4-DHPsの細胞毒性は、標準的なMTTアッセイを使用して評価されました。このアッセイは、細胞の生存能力を測定するために広く使用されている方法です。特に、U-251MG、HeLa 229、およびMCF-7細胞株に対する影響を調べました。
結果：
ほとんどの1,4-DHPsはU-251MG細胞に対して細胞毒性を示さなかった。また、HeLa 229やMCF-7細胞の生存率にも影響を与えないものが多かった。しかし、対称型の1,4-DHPsである18、19、20番は、HeLa細胞（IC50 = 3.6、2.3、4.1 µM）およびMCF-7細胞（IC50 = 5.2、5.7、11.9 µM）の生存率を著しく低下させました。これらの化合物は、正常なヒト線維芽細胞（GM07492）よりもがん細胞に対して選択性を示すことが確認されました。
したがって、1,4-DHPsの18、19、および20は、抗がん効力と選択性を向上させた他の1,4-DHP誘導体を発見するための新しいリード化合物として機能する可能性があります。
Anticancer activity of 4-aryl-1,4-dihydropyridines
Antônio, Crotti, Thaís, Oliveira, Jackson, Silva, Tábata, Esperandim, Nathália, Acésio, Denise, Tavares 2024-07-10 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-xdq4m?rft_dat=source%3Ddrss
下記の文章は論文アブストラクトをもとに Retrieval-Augmented Language Modeling (RALM) により生成された文章であり、正確性は保証しません。
Question 34: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
背景：
タンパク質の折りたたみ予測は、アミノ酸配列に基づいて行われ、数十年にわたって研究されてきました。近年、AlphaFold、RoseTTAFold、ColabFoldなどの深層学習ベースのアプローチによって大きく進展しました。これらのツールは科学コミュニティによって多くの場合無料で開放的に使用されていますが、プロテインバイオケミストリーや分子生物学などの関連分野の実験科学者にはまだ広く使用されていません。これは、スクリプトノートブック、コマンドラインインターフェース、クラウドコンピューティングなどのソフトウェアツールに精通していないためです。
新規性：
PySSA（Python rich client for visual protein Sequence to Structure Analysis）は、ColabFoldのタンパク質配列から構造予測の機能と、分子構造の可視化と分析システムであるPyMOLのオープンソースバリアントを組み合わせたオープンなグラフィカルユーザーインターフェース（GUI）アプリケーションです。これにより、科学的なエンドユーザーにとってアクセスしやすくなります。PySSAは、特定のタンパク質構造予測とそれに対応するアライメントワークフローを定義した管理可能で共有可能なプロジェクトの作成を可能にし、専門的なコンピュータスキルやプログラミング知識がない科学者が地元のコンピュータで便利に実行できます。
方法：
PySSAは、ColabFoldを使用してタンパク質の配列から構造への予測を行い、PyMOLを使用してこれらの構造を可視化および解析します。これにより、ユーザーは直感的なGUIを通じてタンパク質の構造予測とその解析を行うことができます。また、PySSAはGitHubで公開されており、Windowsオペレーティングシステム用のカスタムグラフィカルインストーラー実行可能ファイルとともに提供されています。これにより、インストールが容易になり、より多くのユーザーがアクセスできるようになります。
以上の内容から、PySSAはタンパク質化学や分子生物学の分野でのタンパク質構造予測をよりアクセスしやすくすることができ、教育目的での使用にも適していることがわかります。
PySSA: end-user protein structure prediction and visual analysis with ColabFold and PyMOL
Achim, Zielesny, Hannah, Kullik, Martin, Urban, Jonas, Schaub, Angelika, Loidl-Stahlhofen 2024-07-10 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-srx5d?rft_dat=source%3Ddrss
下記の文章は論文アブストラクトをもとに Retrieval-Augmented Language Modeling (RALM) により生成された文章であり、正確性は保証しません。
Question 35: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
この論文では、微生物の代謝が合成試薬の多様で持続可能な源であること、そして合成生物学を通じて制御された高レベルの生産がプログラム可能であることが示されています。しかし、代謝の化学的多様性、代謝産物の化学的有用性、および代謝化学を制御するための利用可能なツールにもかかわらず、細胞の代謝産物を直接化学合成に使用する例は少ないです。
背景として、これまでの研究では、微生物の代謝産物の化学的利用可能性に焦点が当てられていましたが、その直接的な化学合成への応用は限られていました。この研究では、微生物がP=S結合（Ph3PからPh3PSへ）およびP=Se結合（Ph3PからPh3PSeへ）の形成を、中心硫黄代謝と非酵素的化学を通じて行うことが初めて示されました。
新規性として、この研究はP=S結合形成を行う微生物細胞の生化学的および遺伝的調査としては初めてのものであり、また、P=Se結合形成を化学合成に利用するための微生物の代謝産物の使用も初めてです。
方法として、研究チームは様々なバクテリアを使用して、生体内でのP=SおよびP=Se結合の形成を実証しました。これには、中心硫黄代謝を利用し、非酵素的な化学反応を組み合わせることが含まれています。このプロセスは、合成生物学の技術を応用して、特定の代謝経路を強化または改変することによって最適化されました。
この研究は、微生物の代謝産物が持つ化学的潜在能力を活用し、新たな合成経路の開発に寄与する可能性を示しています。これにより、持続可能で効率的な化学合成の新たな方法が開かれることが期待されます。
Microbially derived P=S and P=Se bond formation
Stephen , Wallace, Connor, Trotter, Rory, Gordon, Samantha, Law 2024-07-10 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-t9nbm?rft_dat=source%3Ddrss
下記の文章は論文アブストラクトをもとに Retrieval-Augmented Language Modeling (RALM) により生成された文章であり、正確性は保証しません。
Question 36: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
背景：
グラフニューラルネットワーク（GNN）は、任意の入力トポロジーを扱う能力があるため、化学データの表現に適しています。これにより、分子を固定ベクトル長の分子フィンガープリントに変換する必要がなくなります。しかし、多くのディープラーニングモデルと同様に、GNNは解釈が難しく、変動する入力サイズのために一般的な説明可能性メソッドが失敗します。
新規性：
この研究では、協力ゲーム理論からのマイヤーソン値を基に、GNNの予測を解釈する新しい方法を導入しました。マイヤーソン値はシャプリー値に密接に関連しており、これは様々な機械学習モデルの予測を説明するために適応されてきました。しかしながら、グラフのサイズが変動するため、これらのアプローチをGNNに適用することは困難でした。
方法：
提案されたアプローチでは、GNNを連合ゲームとして扱い、入力層グラフのノードをプレイヤーと見なします。ノードのマイヤーソン値は、モデルの予測への貢献度を決定し、接続されているノードのみが連合に貢献します。すべてのマイヤーソン値はモデルの予測値に合計され、予測の直感的な解釈を可能にします。大きなグラフに対してマイヤーソン値の計算が計算上実行不可能になるため、モンテカルロサンプリングを使用したスケーラブルな近似技術も実装しました。
応用：
この技術は化学情報学や薬物発見の分野で開発されましたが、GNNを使用する任意のアプリケーションにも使用できます。logPおよび分子量の2つの概念実証データセットおよびキナーゼ阻害剤を特徴とする実世界のデータセットへの適用を通じて、このアプローチの有効性が検証され、グラフベースの化学情報モデルを説明するための広範な適用可能性と可能性が示されました。
Interpreting Graph Neural Networks with Myerson Values for Cheminformatics Approaches
Oliver, Koch, Garrett M., Morris, Janosch, Menke, Samuel K. R., Homberg, Malte L., Modlich, Benjamin, Risse 2024-07-09 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2023-1hxxc-v2?rft_dat=source%3Ddrss
下記の文章は論文アブストラクトをもとに Retrieval-Augmented Language Modeling (RALM) により生成された文章であり、正確性は保証しません。
Question 37: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
この論文では、C-N結合の構築における持続可能な方法として、可視光有機光触媒を用いた方法が報告されています。
【背景】
C-N結合の形成は、多くの有機合成において重要なステップですが、従来の方法では高温や強い酸化剤を必要とすることが多く、環境への負担が大きいです。そのため、より穏やかで持続可能な条件下でC-N結合を形成できる新しい方法の開発が求められています。
【新規性】
本研究では、可視光を用いた有機光触媒を利用して、C-Nクロスカップリングを室温で行うことができる点が新規性として挙げられます。さらに、追加の配位子を必要とせず、広範囲の官能基耐性を持つという特徴もあります。これにより、活性化されていないアミンや電子豊富・貧弱なアリールブロミドにも適用可能であり、良好な収率で反応が進行します。
【方法】
この方法では、可視光が触媒の活性化に利用され、室温での反応が可能となります。具体的な触媒や反応条件の詳細は明記されていないものの、一般的には光触媒が光を受けることで励起状態となり、そのエネルギーを利用してC-N結合形成反応を進行させると考えられます。この反応は、環境への負担が少なく、また反応条件が穏やかであるため、多くの異なる基質に対して高い適用性を持っています。
このように、本論文では、持続可能な化学合成の一環として、新しい可視光有機光触媒を用いたC-N結合形成方法が開発され、その効率性や適用範囲の広さが示されています。
Sustainable, precious metal-free C-N cross coupling through photocatalysis
Mohammad, Hassam, Samuel, Mamidipalli, Akhila , Ailaveni, Pankaj Kumar, Singh, Shambabu Joseph, Maddirala 2024-07-09 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-7bbmh?rft_dat=source%3Ddrss
下記の文章は論文アブストラクトをもとに Retrieval-Augmented Language Modeling (RALM) により生成された文章であり、正確性は保証しません。
Question 38: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
この研究では、質量分析イメージング（MSI）技術に焦点を当てています。MSIは化学情報と表面分析物の空間分布を分析する手法です。多くのMSI研究はマイクロプローブモードで行われ、各ピクセルごとに質量スペクトルが収集され、質量イメージが作成されます。このモードでは、空間解像度、サンプルイメージング領域、およびイメージング速度が関連しています。ピクセルサイズを半分にすると、分析時間が4倍になるため、高空間解像度MSIのスループットに実用的な限界があります。
新規性として、本研究では高速質量顕微鏡（FMM）という、空間解像度とイメージング速度を切り離す顕微鏡モードのMSI技術を採用しています。FMMはピクセルサイズと分析時間の直線的二次関係を回避し、イメージングサイズエリアと分析速度の向上を可能にします。本研究ではFMMシステムにいくつかの機器改良を実装し、リニアエンコーダの追加により、以前に達成されたものより約8.5倍速いイメージングを可能にしています。これにより、42.5 × 26 mm²のサンプルエリアを1µmのピクセルサイズで4.5分未満でイメージングできます。リニアエンコーダはまた、画像の均一性と化学信号を増加させるためにマルチパスイメージのアライメントを可能にします。
方法として、FMMの大規模サンプルへの適用可能性が重要であるため、技術の高さ変動に対する許容度を定義することが求められました。これは少なくとも218µmであることが判明しました。
このように、本研究はMSI技術の新たな応用としてFMMを用いることで、高速で高解像度のイメージングを実現し、大規模なサンプルの分析が可能になるという点で大きな進歩を示しています。
Improvements in fast mass microscopy for large-area samples
Ian G. M., Anthony, Edith, Sandström, Frans, Giskes, Paul, Laeven, Pascal, Huysmans, Sebastiaan, Van Nuffel, Ron M. A., Heeren 2024-07-08 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-wdlw5?rft_dat=source%3Ddrss
下記の文章は論文アブストラクトをもとに Retrieval-Augmented Language Modeling (RALM) により生成された文章であり、正確性は保証しません。
Question 39: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
この論文は、植物の防御システムの一部として生成される二次代謝産物であるグルコシノレート（GSL）に関する研究です。特に、アブラナ目の植物において、これらのGSLは、ミロシナーゼという酵素によって活性化されると、イソチオシアネート（ITC）を放出します。これらのITCは、昆虫などの草食動物を遠ざける効果がありますが、その他にも多くの生物活性があります。しかし、ITCの放出はミロシナーゼの存在によって制限されています。
背景としては、この研究はGSLの自然放出メカニズムを活用し、新たな酵素であるニトロレダクターゼをトリガーとして使用することで、ITCの放出を促進する新しい概念「擬似グルコシノレート（psGSL）」を提案しています。
新規性としては、従来のGSLの放出メカニズムに代わる新しい手法として、ニトロレダクターゼを利用する点が挙げられます。これにより、ペプチドラベリング、ITCプロドラッグアプローチ、さらには線虫C. elegansを使用したin vivoアプリケーションにおいて、psGSLの応用可能性を実証しています。
方法としては、ニトロレダクターゼに反応するpsGSLを設計し、その概念の証明を提供しています。この研究は、実験的にC. elegansを用いた生体内での応用を示しており、これによりpsGSLが生物学的および医学的研究において有用であることが示唆されています。
この論文は、植物の自然防御メカニズムを模倣し、それを医学的および生物学的応用に繋げることを試みる点で、非常に革新的なアプローチを提案しています。
Bioresponsive pseudoGlucosinolates (psGSLs) release
Isothiocyanates (ITCs) in the Presence of Nitroreductases
Philipp, Klahn, Claire C., Jimidar, Charity S. G., Ganskow, Mervic D., Kagho, Aishi, Chakrabarti, Lorenz, Wiese, Michael, Zollo, Ulrike, Beutling, Mark, Brönstrup, Stephan A., Sieber, Stephan M. , Hacker, Julia, Morud, Leona C., Cesar 2024-07-08 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-f8x8z-v2?rft_dat=source%3Ddrss
下記の文章は論文アブストラクトをもとに Retrieval-Augmented Language Modeling (RALM) により生成された文章であり、正確性は保証しません。
Question 40: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
この論文では、大きな生体分子の効率的な量子化学計算技術として、フラグメント分子軌道（FMO）法が紹介されています。FMO法は、生体分子を小さなフラグメントに分割し、それらの間の相互作用エネルギー（IFIE）を提供することで、分子認識の理解を支援します。
【背景】
従来のFMO計算ソフトウェアであるABINIT-MPは、典型的なタンパク質や核酸を自動的に分割する機能を持っていますが、小分子や異種系（hetero systems）は手動で分割する必要がありました。この手動分割のプロセスは、特に複雑な分子や金属タンパク質の場合、非常に手間がかかり、計算の効率を低下させる要因となっていました。
【新規性】
この問題を解決するために、研究者たちはMolecular Operating Environment（MOE）のライブラリとして利用できるグラフィカルユーザーインターフェースを開発しました。このインターフェースは、FMO計算の前処理と可視化を容易にし、ユーザーがさまざまな分割パターンを試して、高精度で詳細なIFIE分析を行うことを可能にします。
【方法】
論文では、2つのケーススタディを通じてこの新しいツールの有効性を示しています。1つ目は、SARS-CoV-2の主要プロテアーゼ（Mpro）とnirmatrelvir（Paxlovid）の複合体内でのシステインとリガンドの共有結合、2つ目は亜鉛結合した環状ペプチド内の金属配位です。これらの分析により、nirmatrelvirとMproの分子認識における重要なアミノ酸残基とその相互作用（例えば、水素結合やCH/π相互作用）が明らかにされました。また、金属タンパク質においては、Zn2+イオンと4つのヒスチジンが配位する場合の効率的で正確なフラグメント分割スキームが見つかりました。
【将来的な展望】
この研究の成果は、中規模分子や金属タンパク質の分割、特に複雑な症例でのリガンド分割など、多様な薬物発見において貴重な洞察を提供することが期待されます。
FMOe: Preprocessing and Visualizing Package of the Fragment Molecular Orbital Method for Molecular Operating Environment and Its Applications in Covalent Ligand and Metalloprotein Analyses
Chiduru, Watanabe, Hirotomo, Moriwaki, Yusuke, Kawashima, Kikuko, Kamisaka, Yoshio, Okiyama, Kaori, Fukuzawa, Teruki, Honma 2024-07-08 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-2xk5n-v2?rft_dat=source%3Ddrss
下記の文章は論文アブストラクトをもとに Retrieval-Augmented Language Modeling (RALM) により生成された文章であり、正確性は保証しません。
Question 41: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
この研究は、細胞の恒常性に不可欠な多くのプロセスに影響を与える脂質代謝に焦点を当てています。脂質代謝の乱れは様々な病気と関連しており、このプロセスにおける鍵酵素であるアシルCoA合成酵素ロングチェーンファミリーメンバー4（ACSL4）は、鉄死（ferroptosis）および特定のがんを含む状態を治療するための有望な標的です。
【背景】
ACSL4は、鉄死やがんの治療において重要なターゲットであり、その阻害剤として知られるロジグリタゾン（ROSI）は、脂質代謝に強く関与する核受容体であるPPARγに対しても強力な活性を持つため、その使用には重要な制限があります。この研究は、PPARγ活性を欠くROSIから派生した新しいACSL4阻害剤の開発に焦点を当てています。
【新規性】
この研究の新規性は、PPARγ活性を持たない新しいACSL4阻害剤を開発しようとする点にあります。このシリーズの最も有効な化合物（9）は、ATPの結合が先行することに依存しています。これにより、ACSL4のC末端が安定化され、9号化合物によって重要なペプチド配列、特に脂肪酸ゲートドメインが変化することが示されました。
【方法】
この研究では、水素-重水素交換質量分析（HDx-MS）を用いてATPの結合がACSL4のC末端を安定化することを示しました。また、ジアジリンベースのプローブを用いた光親和性ラベリング（PAL）により、脂肪酸ポケット内の残基A329を特定しました。さらに、分子動力学シミュレーションとサイト指向変異導入法を用いて、化合物9の結合にQ302が重要であることを明らかにしました。
【結論】
この研究により開発された化合物9（LIBX-A401）は、鉄死関連疾患およびがんにおけるACSL4の研究に有望なツールであり、その結合モードの解明は最適化された阻害剤の合理的な設計への道を開くものです。
LIBX-A401: A Novel Selective Inhibitor of Acyl-CoA Synthetase Long Chain Family Member 4 (ACSL4) and Its Binding Mode
Jamal, El Bakali, Darius, Mazhari Dorooee, Severine, Ravez, Didier, Vertommen, Nicolas, Renault, Nicolas, Papadopoulos, Romain, Marteau, Emeline, Charnelle, Karine, Porte, Alexandre, Gobert, Nathalie, Hennuyer, Gaetan, Herinckx, Bart, Staels, Patricia, Melnyk, Stefan, Constantinescu, Raphael, Frederick 2024-07-08 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-pd863?rft_dat=source%3Ddrss
下記の文章は論文アブストラクトをもとに Retrieval-Augmented Language Modeling (RALM) により生成された文章であり、正確性は保証しません。
Question 42: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
この論文では、臨床診断や化学生態学など様々な研究分野で重要な役割を果たす非標的質量分析に基づくメタボロミクスにおける複雑なデータセットの解釈の課題に焦点を当てています。これらのデータセットは通常、数千のユニークで注釈率の低い特徴を含んでおり、解析が困難です。
【背景】
非標的メタボロミクスでは、MS2ベースの分子ネットワーキング、特にFeature-Based Molecular Networkingとその派生技術がデータの逆転と注釈付けを改善するために進展しています。しかし、これらのアプローチでは多くのシングルトンが生じ、拡張メタデータが組み込まれると解釈が複雑になることがあります。
【新規性】
この論文では、Metadata-Based Molecular Networks（MBMN）という新しいアプローチを導入しています。これは、非標的メタボロミクスデータセットの複雑さを視覚化し、分子ネットワークの解釈を向上させることを目的としています。また、これらの新しいネットワークを生成するためのオープンソースのGUIツールであるMolNetInvertも紹介しています。
【方法】
MolNetInvertは、クラスターを単一のノードに折りたたむことでネットワークの視覚化を簡素化し、メタデータ中心のネットワークに再編成します。MBMNは選択されたメタデータに基づいて新しいネットワークを生成し、メタデータリンクされたノード間に新しいエッジを作成します。
【ケーススタディ】
この研究の有用性は、3つのケーススタディを通じて示されています。1) 真菌株間の代謝産物の共培養分析、2) 公共データセットを使用した黒コウジカビ種の二次代謝の調査、3) アリの菌類ガーデンとゴミの山の比較研究。これらの応用は、MBMNが質量分析に基づくメタボロミクスネットワーキングのデータ解析を明確にする効果を強調しており、複雑なデータセットを扱うさまざまな研究分野でのその潜在的な可能性を示しています。
MolNetInvert: A Tool for Creating Metadata Based Molecular Networks and Their Applications in Large Microbial Datasets
Aaron J.C., Andersen, Johan V., Christiansen, Scott A., Jarmusch, Manca, Vertot 2024-07-08 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-q4dpr?rft_dat=source%3Ddrss
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Question 43: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
この論文では、多価不飽和脂肪酸（PUFAs）という基本的で必須な脂質クラスについて取り上げています。PUFAsは多様な生物学的機能を持ち、リピドミクス分析により多くの脂質種が同定されていますが、その構造と機能の関係はまだ十分に解明されていません。
【背景】
PUFAsは、細胞の構造や機能に重要な役割を果たす脂質であり、その多様な生物学的機能が注目されています。しかし、これまでのところ、ペプチドや核酸のように、多様な分子を効率的に合成するための確立された方法論（固相合成など）は存在していません。
【新規性】
本研究では、PUFAsの幅広い配列を効率的かつ迅速に合成するための新しい方法を報告しています。これは固相合成をフル活用した方法であり、様々なPUFAsやその類似体を迅速かつ容易に合成できることが特徴です。
【方法】
提案された合成方法は、固相合成技術を用いることにより、多様なPUFAsを効率的に合成することが可能です。この方法により、短時間で多様な構造のPUFAsを合成することができるため、研究の進展が期待されます。
さらに、この研究ではPUFAライブラリーから、高い抗炎症効果を持つ新しい人工脂肪酸「Antiefin」を発見しました。これは、PUFAsの合成経路を提供し、リピド科学への貢献が期待される成果です。
以上のように、この論文はPUFAsの合成方法の革新を報告し、その生物学的機能の解明に貢献することが期待されます。
Efficient and expedited access to polyunsaturated fatty acids and biofunctional analogs by full solid-phase synthesis
Shinsuke, Sando, Yutaro, Saito, Mayuko, Akita, Azusa, Saika, Yusuke, Sano, Masashi, Hotta, Jumpei, Morimoto, Akiharu, Uwamizu, Junken, Aoki, Takahiro, Nagatake, Jun, Kunisawa 2024-07-08 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-p2tcc?rft_dat=source%3Ddrss
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Question 44: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
この研究では、亜鉛結合群として置換ヒドラジド基を持つペプトイドベースのHDAC阻害剤 (HDACi) を合成しました。その後、全ての化合物について生化学的なHDAC阻害試験および、天然およびシスプラチン耐性があるがん細胞株に対する抗増殖活性を評価しました。
背景としては、HDAC阻害剤はがん治療において重要な役割を果たしており、特に耐性が生じたがん細胞に対する新たな治療法の開発が求められています。この研究は、新しいHDAC阻害剤の開発を目指しています。
新規性に関しては、プロピルまたはブチル基を持つヒドラジド誘導体（化合物5および6）がクラスI HDAC（HDAC1-3）に対して特に強い選択性を示し、低ナノモルレベルのIC50値を持つという点が挙げられます。これらの化合物は、HDAC3に対して顕著な好みを示しました。
方法としては、合成された化合物は、まずHDAC阻害活性を評価する生化学的試験を行い、次に天然およびシスプラチン耐性がん細胞株に対する抗増殖活性を評価しました。化合物5と6は、細胞毒性試験においてentinostatよりも優れた性能を示し、シスプラチン耐性のA2780（卵巣がん）およびCal27（頭頸部がん）細胞株において化学耐性を逆転させる能力がありました。
さらに、化合物5および6はシスプラチンとの強い相乗効果を示し（組み合わせ指数<0.2）、entinostatよりも優れており、DNA損傷、p21、プロアポトーシスBIMの発現を増加させ、カスパーゼを介したアポトーシスおよび細胞死を引き起こしました。
したがって、化合物5および6は、シスプラチン耐性がん細胞株における化学耐性を逆転させる可能性のある新しいHDACiを開発するための有望なリード構造として示されました。
Hydrazide-based class I HDAC inhibitors with HDAC3 preference completely reverse chemoresistance in a synergistic manner in platinum-resistant solid cancer cells
Finn Kristian, Hansen, Fabian B., Kraft, Lukas, Biermann, Alexandra, Hamacher, Matthias U., Kassack, Linda, Schäker-Hübner, Maria, Hanl 2024-07-05 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-txxrk?rft_dat=source%3Ddrss
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Question 45: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
この論文では、有機分子や医薬品化学において、単一の原子や結合レベルでの微妙な修正を導入する手法（「骨格編集」）が非常に望まれているという背景があります。これは、有機分子の構造や生物学的活性を微調整するための潜在的な可能性があるためです。現代の骨格編集手法は主に既存の官能基の修正に依存していますが、広範囲に存在するが反応しない脂肪族C(sp3)—H部位でこれらの変換を実行する方法は現在利用できません。
新規性として、著者たちは複雑な分子内の一つ以上の脂肪族C—H部位での高い部位選択性を持つリング拡張を可能にする化学酵素戦略を報告しています。この戦略は、シトクロムP450によるC—H酸化を化学酸化および後続のバイヤー・ビリガー転位またはケトンホモロゲーションと組み合わせることによって実現されます。これにより、構造的および機能的に多様な天然生成物のパネルが、その炭素環骨格の脂肪族領域にラクトンまたはカルボニルメチレン部位を挿入することによって編集されました。
方法として、異なる領域選択性を持つエンジニアリングされたP450触媒を使用することで、単一の親分子から異なるリング拡張製品のセットを容易に得ることができました。これは、このアプローチが骨格編集スキャンおよび/またはライブラリー生成のための潜在的な可能性を示しています。
さらに、脂肪族C—H部位を調整可能な部位選択性でターゲット化することを可能にするこの戦略は、純粋に化学的な手段では得られない可能性のある天然生成物や他の生物活性分子の骨格編集誘導体に迅速にアクセスするための強力なツールを提供します。著者たちは、このアプローチが複雑な分子の合成のための非伝統的なレトロシンセティック切断を可能にすることも想定しています。
Chemoenzymatic Skeletal Editing: P450-Controlled Site-Selective Ring Expansion of Natural Product Scaffolds at Aliphatic C—H Sites
Rudi, Fasan, John , Bennett, Andrew, Bortz 2024-07-05 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-9shgl?rft_dat=source%3Ddrss
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Question 46: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
薬物動態・薬力学（PK/PD）モデリングは、製剤開発プロセス全体における臨床薬理学調査の計画と実施に不可欠なツールとして認識されています。PK/PDモデリングの利用は、用量推奨と治療薬物モニタリングの最適化において増加しており、PK/PDモデルに基づく用量の個別化は、パーソナライズドメディスンにおいて重要な役割を果たすことになります。
背景としては、近年、薬物開発の高コストと低生産性が注目されています。臨床試験を生き残る革新的な薬の10％未満が市場に出され、多くが前臨床研究で失敗しています。FDAは、前臨床および臨床データに基づいて、モデルベースの薬物開発を薬の治療効果と安全性の評価における重要なツールとして定義しています。
新規性としては、中枢神経系（CNS）疾患への薬物送達が困難である中、PK/PDモデルの効果的な使用が、臨床試験からのデータと定量化された露出を統合し、異なる調査結果の差異に対する説得力のある説明を提供することを可能にします。この点が、CNS療法と薬物開発の改善につながります。
方法としては、疾患状態間での標的部位の薬物動態と関連するCNS効果を可能にするために、種間および状態間の違いの詳細が必要です。これにより、CNSベースの標的配送に特に焦点を当てた薬物開発の現状におけるPK/PDモデリングの可能性がカバーされます。
さらに、この分野に関連する課題も取り上げられており、それにはCNS疾患に効果的に対処するための薬物の開発と配送の困難さが含まれています。これらの課題への対応が、将来の研究と開発の方向性を定める上で重要となります。
Pharmacokinetics-Pharmacodynamics (PK-PD) Modeling: A translational path to brain-targeted drug delivery
Ashok, Aspatwar, Ratul, Bhowmik, Ranajit , Nath, Bhabani Sankar , Satapathy, Puja , Saha, Rajesh , Ghosh, Seppo , Parkkila 2024-07-05 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-wvkr6?rft_dat=source%3Ddrss
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Question 47: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
背景:
リシンアシル化は、ヒトプロテオームの機能的多様性を大幅に拡張する普遍的で構造的に多様な翻訳後修飾です。そのため、リシン残基の標的アシル化は、タンパク質機能にバイオミメティックな制御を行う戦略的アプローチとして登場しました。しかし、細胞内での標的リシンアシル化の既存の戦略は、遺伝的介入、内在性アシル化機構のリクルートメント、または非特異的アシル化剤に依存しており、特定のアシル化の大きさをグローバルレベルで定量する方法が欠けています。
新規性:
この論文では、N-(シアノメチル)-N-(フェニルスルホニル)アミドとリシン中心のプローブを利用した、細胞内の翻訳後リシンアシル化の部位特異的誘導とプロテオーム全体のマッピングを可能にする化学プロテオミクス戦略である活性ベースアシロームプロファイリング（ABAP）を開発しました。このフレームワークを活用して、様々な人工的アシル化を定量し、多くの内在性リシンアシル化を再発見しました。
方法:
ABAPは、N-(シアノメチル)-N-(フェニルスルホニル)アミドを用いて、特定のタンパク質内のリシン残基のアセチル化を部位特異的に誘導し、これらのアセチル化の構造活性関係を確立します。また、干渉素刺激抗ウイルスRNA結合タンパク質内の保存されたリシンにアセチル化を行うパラログ選択的化学プローブを同定し、新たなプロテオフォームを生成し、RNAとの相互作用を妨げることを実証しました。さらに、レチノイド代謝の鍵酵素の標的アセチル化がタンパク質構造の立体構造変化を引き起こし、機能の向上と薬剤の効力低下をもたらすプロテオフォームを生み出すことを示しました。
これらの発見は、遺伝的介入、内在性アシル化機構、細胞内アシルプールに依存せず、既存のリガンドを持つタンパク質に限定されないグローバルスケールで生物学的に関連する翻訳後リシンアシル化を誘導および定量するための戦略の多用性を強調しています。このアプローチは、翻訳後リシンアシル化によって調整される生物学的プロセスを探求するための化学的およびプロテオミクスのツールボックスを拡張するだけでなく、実現可能な治療モダリティの基盤を築くものです。
Precision Chemistry and Activity-Based Proteomics for Posttranslational Control of Protein Function
Mikail E., Abbasov, Elizabeth M., Ryan, Michael A., Norinskiy, Amy K., Bracken, Emma E., Lueders, Xueer, Chen, Qin, Fu, Elizabeth T., Anderson, Sheng, Zhang 2024-07-05 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-2qjsl?rft_dat=source%3Ddrss
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Question 48: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
この論文では、結核（TB）がMycobacterium tuberculosis（Mtb）という細菌によって引き起こされる病気であり、その活発な病原性によって高い死亡率が報告されていることが背景として述べられています。Mtbは組織に局在する際に炎症反応を引き起こし、周囲の細胞の壊死や臓器不全をもたらすことがあります。この論文では、Mtbによる臓器や組織特異的な感染に基づいて、TBを肺結核（PTB）と結核性外疾患（EPTB）の二つに分類しています。特にEPTBは、脳、肝臓、リンパ節など様々な臓器に感染する能力が知られています。
新規性としては、PTBからEPTBへの進行における生物学的経路や遺伝子の豊かさを分析するために、One Healthモデルを提示しています。このモデルは、EPTBの病型に対応する類似遺伝子や生物学的経路を分析するために、計算クラスタリング手法のシリーズを利用しています。さらに、病気の症状を治療するための治療メカニズムに寄与する様々な化学物質や遺伝子間の生物学的相互作用を視覚化するための知識グラフの開発も行っています。
方法としては、新規化学候補の治療性を予測するために、その形態記述子を評価する機械学習アプローチを使用するRead Across QSAR（RASAR）モデルを提示しています。このモデルを通じて、EPTBの病理発生に関連する複雑な生物学的データを分析し、PTBとの関連性を確立し、TBの発展に特に対応する生物学的経路、遺伝子、化学物質をスクリーニング出すことが可能です。
この研究は、結核の治療と理解において新たな方向性を示しており、計算生物学的手法を用いて病気の進行を解析し、新しい治療法の開発に寄与する可能性があります。
A data and knowledge-driven integrated modeling approach to organ-specific Tuberculosis subtype discovery: A one health paradigm
Ashok, Aspatwar, Rajarshi , Ray, Ratul , Bhowmik, Sagar Singh , Shyamal, Ajay, Manaithiya, Fabrizio , Carta, Claudiu, Supuran, Seppo, Parkkila 2024-07-05 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-m2n0q?rft_dat=source%3Ddrss
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Question 49: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
この論文では、オキシリピンの定量分析とキラル分離を組み合わせた初の二次元液体クロマトグラフィー（LC）法が記述されています。
【背景】
オキシリピンは、生物学的プロセスにおいて重要な役割を果たすリピッドメディエーターであり、その構造と濃度は生体内での役割を理解する上で重要です。特に、エナンチオマー（鏡像異性体）の比率は、オキシリピンがどのようにして生成されるかを示す重要な情報を提供します。しかし、これまでの分析方法では、エナンチオマーの分離や定量が困難でした。
【新規性】
この研究で開発された方法は、オキシリピンのエナンチオマーを効率的に分離し、それぞれの濃度を正確に測定することが可能です。具体的には、逆相クロマトグラフィーによる一次元分離と、キラルカラムを使用した二次元分離を組み合わせることで、高い選択性と感度を実現しています。
【方法】
一次元分離では、31.5分の逆相クロマトグラフィーを用いてオキシリピンのピークを収集し、複数のハートカット（MHC）を使用して短いキラルカラムに移動します。このカラムには2マイクロメートル未満の粒子が使用されており、1.80分以内に45対のエナンチオマーが完全に分離されます。その後、負イオンモードの電気噴霧イオン化（ESI）を用いてタンデム質量分析（MS/MS）による高感度検出が行われ、カラム上での定量限界は1pg以下と非常に低くなっています。
【応用】
この方法は、細胞培養中のヒドロキシ脂肪酸の分析に適用され、(アセチル化された)シクロオキシゲナーゼ-2やラジカル媒介の自動酸化による生成を区別することができます。また、健康な被験者のプラズマでは検出されない二ヒドロキシ脂肪酸が、サンプルの不適切な保管によって迅速に自動酸化し、4つのステレオイソマーが生成されることも示されています。
この研究により、オキシリピンの分析が大幅に改善され、これらのリピッドメディエーターの形成経路を理解するための前例のない選択性が提供されます。
Deducing formation routes of oxylipins by quantitative multiple heart-cutting achiral-chiral 2D-LC-MS
Nils Helge, Schebb, Nadja, Kampschulte, Rebecca, Kirchhoff, Ariane, Loewen 2024-07-05 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-tgv9t-v2?rft_dat=source%3Ddrss
下記の文章は論文アブストラクトをもとに Retrieval-Augmented Language Modeling (RALM) により生成された文章であり、正確性は保証しません。
Question 50: 文脈として与えられた最新論文の内容を、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。
この論文では、製薬製剤中のベタメタゾン17-バレリアン酸エステルの定量に関して、新しい分光光度法が開発され、その有効性が検証されました。
【背景】
ベタメタゾン17-バレリアン酸エステルは、皮膚炎やアレルギー反応などの治療に使用されるステロイド薬です。その正確な量を製品中で確認することは、製品の品質保証にとって非常に重要です。
【新規性】
従来の方法では、ベタメタゾン17-バレリアン酸エステルの分析には複雑な手順や高価な機器が必要でしたが、本研究で開発された方法は、絶対エタノールを使ってクリームを溶解し、240nmの波長で分光光度計で測定するというシンプルな手法です。これにより、より迅速かつ経済的に分析が可能となります。
【方法】
具体的な手法としては、まずクリームを絶対エタノールに溶解し、その溶液を用いて分光光度計で吸光度を測定します。測定波長は240nmとされています。この方法によって、ベタメタゾン17-バレリアン酸エステルの含有量を重量パーセントで表現し、その結果は101.6 ± 0.0037 % w/wと定量されました。
【検証】
方法の検証では、濃度範囲0.006mg/mlから0.0014mg/mlにおいて、線形性が確認され、R2=0.9995と非常に高い相関が得られました。これにより、この方法の精度と再現性が確認されました。
【結論】
この研究で開発された分光光度法は、シンプルかつ正確で、Tripharmの製薬製剤の分析に成功しています。この技術は、製薬業界における品質管理の効率化に寄与する可能性があります。
Development of Spectrophotometric Method for the Quantitative Determination of Betamethasone 17-Valerate in Creams
Motiki Francis, Beleme, Lebohang, Moetseloa, Letuka, Sello 2024-07-04 https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-tnstx-v2?rft_dat=source%3Ddrss
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