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化学情報管理・創薬支援のためのケモインフォマティクス製品を扱うパトコアです。本ブログは技術チームにより運営されており、各種ツールを使うとどんなことができるの?という観点から、技術情報をお届けします。

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科学的仮説の構築-化合物の最適化のために

科学的仮説の創出

科学的仮説は、新薬の設計・開発において中心的な役割を果たします。厳密な仮説は、既存のデータを系統的に分析することで構築され、分子の化学構造と生物活性の関係を理解するための予測的な枠組みとして機能します。仮説は、新薬の設計や試験の指針となり、最も有望な研究手段にリソースを振り向けることができるため、創薬プロセスの成功に不可欠なものです。

良い科学的仮説の定義とは?

新薬の設計を容易にする優れた科学的仮説とは...

  • 徹底したSAR分析に基づいている
  • 理解しやすく、チーム全体が最初のアイデアに貢献し、反復することができる
  • 設計された化合物の次の反復が常に良いものであることを保証するものではないが、(少なくとも)新しい知識が生まれ、それが次の反復に利用される可能性が大幅に高まる
  • 作るべき化合物の候補を絞り込むために使用できる予測モデルによってサポートされている
  • 安全に保存され、検索可能である必要がある

このように、科学的仮説はDMTAサイクルの中心にあり、SAR解析と合成する化合物の決定の両方を促進します。(図1)

図1. 科学的仮説は、徹底したSAR解析に基づき、なぜ、どのように化合物を最適化すべきかを説明するものです。仮説が立てば、仮説に答えられる可能性のある仮想化合物を設計することができます。通常は、予測される特性と、どの化合物が最も合成しやすいかの両方を考慮しながら、仮想的な反復を行い、最終的に化合物を選択する必要があります。

化学的に認識され、検索可能な科学的仮説の創出

ドラッグデザインにおいて、化学的に認識され、検索可能な科学的仮説を作成することは、創薬プロセスをさらに向上させます。化学的に認識された仮説は、薬物分子が望む生物学的活性に不可欠な特定の化学的特性や相互作用を考慮したものです。分子構造、官能基、物理化学的特性などの化学的知識を取り入れることで、構造と活性の関係をより深く理解することができ、より効果的なドラッグデザイン戦略を導き出すことができます。

化学的知見に基づくキャンバスは、ドラッグデザインにおける貴重なツールであり、研究者が体系的かつ情報に基づいた方法で化学空間を探索・可視化することを可能にします。これらのキャンバスは、膨大な化合物ライブラリーを整理・分析するためのフレームワークを提供し、目的の生物学的効果に寄与する主要な分子特性、官能基、化学モチーフを同定することを可能にします。

創薬プロジェクトのライフサイクルを通じて科学的仮説の有用性を確保するためには、仮説を安全に保管し、簡単に検索でき、チーム全体が理解できるようにする必要があります。Design HUBでは、化学を意識したキャンバスを使用して、仮説のグラフィカルな表現を作成することができます(図2):

  • 写真の貼り付け、構造、テキスト、矢印、図形の追加
  • 化合物をデザインセットとして収集
  • 合成経路の情報を添付
  • 動的なページ数の追加
  • 任意のファイル形式を添付ファイルとして追加
  • 優先順位、ステータス、担当者の追加

仮説に基づき、化合物を生成し、合成の優先順位をつけることができる(図3)。

図2. 写真、構造、テキストを使用した仮説キャンバスの例。仮説がチームで共有されると、設計した化合物を同僚が改良したり、同じテーマで追加の例を追加したりすることができます。合成経路を保存し、デザインセットに接続することができます。
図3. 化合物の優先順位付けは、新規性検索、計算モデル、合成可能性の予測へのアクセスによって促進されます。チーム内の科学者は、コメントや投票によって貢献することもできます。

Design HUBが創薬における科学的な仮説作りを強化する方法について詳しく説明します。

Design Hubの詳細

Posted by András Strácz, Chemaxon on 19 05 2023

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