書記のBio/Chem-Info日誌#10 Molinspirationで分子特性と生理活性を調べる

Molinspirationとは

Molinspiration Cheminformatics

以下のサービスを提供するフリーのオンラインサービスである：

Molinspirationは、SMILESとSDfileの変換、分子の正規化、互変異性体の生成、分子の断片化、QSAR、分子モデリング、ドラッグデザインに必要な様々な分子特性の計算、高品質な分子の描写、部分構造と類似性の検索をサポートする分子データベースツールなど、分子の操作と処理をサポートする幅広いケムインフォマティクスソフトウェアツールを提供しています。また、フラグメントベースのバーチャルスクリーニング、生理活性予測、データの可視化もサポートしています。MolinspirationのツールはJavaで記述されているため、どのようなコンピュータプラットフォームでも使用することができます。（Molinspiration Cheminformatics Software　欄より翻訳）

今回はその中で，分子特性の計算と生理生理活性予測を行う。

参考論文

Structure Based docking studies towards exploring potential anti-androgen activity of selected phytochemicals against Prostate Cancer - Scientific Reports

今回はフラボノイドの一種である「Isobavachin」「Eriosemation」で実験する。

Isobavachin

Eriosemation

分子特性

ここのリンクから，計算サイトに飛ぶ。

分子構造について，SMILES表記を入力するほかに，手書きでも入力できる。

PubChemなどからCanonical SMILESを取得して打ち込む。

結果がこちらである。

「Isobavachin」

「Eriosemation」

パラメータの解説

logP：オクタノール-水分配係数，分子の疎水性の指標として用いられ，値が高いほど疎水性が高い

2つの化合物を比べると，疎水性残基の多いEriosemationの方が値が高いことがわかる。

※Molinspirationでは独自に「miLogP」を定義している

参考：

https://future-chem.com/logp/

TPSA：トポロジカル極性表面積，分子表面のうち極性を帯びている部分の面積値（PSA）を高速計算で近似したもの，薬物の細胞膜透過性の評価に用いられる，値が低いほど透過性が高い

2つの化合物を比べると，より残基の多いEriosemationの方が値が高いことがわかる。

参考：

https://www.chem-station.com/chemglossary/2017/04/polar-surface-area.html

natoms：原子の数

MW：分子量

nON：酸素原子Oと窒素原子Nの数，水素結合アクセプター

nOHNH：OH基とNH基の数，水素結合ドナー

nviolations："Rule of 5"（後述）の違反数

nrotb：回転可能な結合，分子の柔軟性に寄与する

volume：分子容積

リピンスキーの「ルール・オブ・ファイブ」

対象の分子が医薬品（特に経口投与で）として使えるかどうかの指標として，リピンスキーの「ルール・オブ・ファイブ」がよく用いられる。（名称は，基準値が5の倍数であることに因んでいる），あくまで目安の1つである点には注意。

・logP <= 5

・MW <= 500

・nON <= 10

・nOHNH <= 5

「Isobavachin」「Eriosemation」を見ると，共にリピンスキーの「ルール・オブ・ファイブ」に違反していないことがわかる。

参考：

https://www.chem-station.com/chemglossary/2016/01/lipinskis-rule.html

生理活性

説明によると，GPCRリガンド，イオンチャネルモジュレーター，キナーゼ阻害剤，核レセプターリガンド，プロテアーゼ阻害剤，その他の酵素ターゲットに対する druglikeness score を算出することもできる。スコアの値が大きければ大きいほど，その分子が活性を持つ確率も高いことを示す。

結果がこちら。

「Isobavachin」

「Eriosemation」

これらは，元論文ではアンドロゲン受容体と相互作用する分子としてスクリーニングされたものである。「Nuclear receptor ligand」の値が高いことから，作用の強いことを確認でき，さらにIsobavachin>Eriosemationであることはドッキングスコアとも一致する。

フリーなので信憑性は分からないが，医薬品として適合性があるかのスクリーニングには役立つように思う。

本記事のもくじはこちら：

バイオインフォマティクスまとめ｜Writer_Rinka｜note