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VolSurf

Product information

創薬研究で薬理活性の高い化合物が見つかっても、 代謝や吸収性に問題があればその化合物は薬として利用しにくく、化合物選定のやり直し＝研究コストのアップに直結します。 このため、今日の創薬研究では、薬理活性の高い分子を設計するツールと同時に、薬物の体内での動態を研究するツールが求め られています。VolSurfは、Perugia大学のDr. Gabriele Crucianiらのグループが開発した薬物動態のモデル式作成に 適したツールです。

Features

分子の3次元形状に基づく特徴量（記述子）を計算

• 入力した分子についてGRID Fieldを計算し、分子周辺の状態を算出
• （Grid Field計算時に水（Water)、疎水（DRY)などのプローブ原子を指定可能
• 分子周辺の親水性領域・疎水性領域の広がりを元に記述子を計算
• 主な記述子：
  • Volume
  • Surface
  • Volume/Surface Ratio
  • Globularity
  • Hydrophobic and Hydrophilic areas
    （水プローブ・疎水プローブとの親和性の高い領域の広がり）
  • Interaction energy
  • Critical Packing
  • Polarizability
  • Amphiphilic moment
  • Hydrogen bonding capacity
    他
    ※標準のプローブ原子の組み合わせで94種の記述子を計算します。

低分子・DNAフラグメント・ペプチドなど幅広い種類の分子について計算可能

PLS回帰、主成分分析（PCA）でのQSARモデル作成

モデルの解釈が容易で直ちに分子設計にフィードバック可能

9つのADME予測機能を提供

• Blood Brain Barrier Permeation
  • 血液脳関門通過特性（＋/±/−）
• Caco-2 permeation
  • Caco-2膜透過特性（透過する・しない）
• Protein Binding
  • ヒト血清アルブミンへの結合性予測モデル （結合性判定）
• Termodynamic solubility
  • 25℃での水に対する溶解度予測モデル式 （溶解度の定性的判定 ）
• Biopharmacetual classification
  • 薬物を溶解度と膜透過性(浸透性)で分類した解析モデルです。First-Pass Efectを避けるための、また投与形態や溶解速度、透過性をや安定性を改善するための研究開発に役立ちます。
• Volume Distribution
  • 薬物を溶解度と膜透過性(浸透性)で分類した解析モデルです。First-Pass Efectを避けるための、また投与形態や溶解速度、透過性をや安定性を改善するための研究開発に役立ちます。
• hERG model
  • QT延長は、不整脈発生の重要なBiomarkerです。数年来、この現象を誘発するという副作用のため多数の薬品が市場から姿を消しています。薬物が誘導するQT延長は、hERGのイオンチャンネル阻害によるもので、分子の3次元形状・ファーマコフォアの空間配置に依存すると考えられます。VolSurfの記述子はhERGの阻害活性のシミュレーションに広く利用され、また良好な結果を得ることに成功しています。
• Water/DMSO solubility model
  • 生物活性のScreeningに利用される化合物はDMSO溶液として利用されることが多くあります。ところが、DMSOに対する溶解度からThermodynamic Solubilityを予測すること（もしくはその逆）は非常に困難です。VolSurfで提供しているこのモデルは、水９８％＋DMSO２％の混合物を溶媒とした場合のSolubilityを検討した結果から導いたものです。
• CYP3A4 Metabolic Stability
  • 薬物代謝酵素CYP3A4に対する安定性は、分子設計上考慮すべき点の一つです。このモデルは、1600個の分子を、３７℃で６０分間 incubationした場合の安定性評価結果をVolSurfで処理したものです。代謝酵素の影響を受けずに残った分子の濃度が元の４０％以上であれば安定、それ以下であれば不安定と評価しました。