本稿では,スコア付けを用いた特徴量選定により,化合物とGPCRの結合予測の精度が 大きく向上できることを報告した.スコアを算出することで,結合に強い影響を与える化 合物とGPCRの特徴量を抽出することができた.これは,化合物とGPCRが結合する場合 としない場合において頻出する特徴が異なるからである.既存研究との比較実験では,
Accuracyが10.3%,AUCは0.049,F値は0.100向上させることができ,提案手法の有用性
が実証できた.実験結果から,化合物と GPCR の結合を予測するには,結合時と非結合時 に頻出する特徴に着目することが重要である.
今後の課題としては,本実験では,GPCR としてのプロスタグランジン類の受容体のみ を利用したが,別グループのGPCRさらには,GPCR以外のタンパク質に拡張して結合予測 を行うことが挙げられる.
49
謝辞
本研究を行うにあたり,多大なご指導,ご助言を頂いた早稲田大学理工学術院 山名早人 教授に心より感謝致します.研究の方針,さらに多大なご指導,ご助言をして頂きました 産業技術総合研究所 生命情報センター 副研究センター長 藤博幸先生に心より感謝致し ます.また,PGD受容体モデル構造を提供して頂いた大阪大学 大安裕美先生,分子記述子 の計算方法をご教授して頂いた産業技術総合研究所 広川貴次先生に心より感謝致します.
最後に,本研究を行うにあたり,アドバイスをして下さった先輩,同輩の皆様に心より感 謝致します.
50
研究業績
大野亮仁,藤博幸,山名早人:“SVMによるGタンパク共役受容体と化学化合物の 相互作用予測”, 第34回バイオ情報学研究発表会,11号,2013.
大野亮仁,藤博幸,山名早人:“結合・非結合時における特異な特徴量を抽出したG タンパク共役受容体と化学化合物の結合予測”,第7回データ工学と情報マネジメン トに関するフォーラム(DEIM2015),2015.
51
参考文献
[1] Bruce Alberts, Alexander Johnson, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts and Peter Walter, “Molecular Biology of THE CELL Fifth Edition 細胞の分子生物学 第5版,”
NEWTON PRESS, 2010.
[2] Jurgen Drews, ”A Historical Perspective,” Science, vol.287, pp.1960-1964, 2000.
[3] Hopkins A and Groom C, “The druggable genome,” Nat Rev Drug Discov, vol.1, No.9, pp.727-730, 2002.
[4] M.W.Beukersand and A.P.Ijzerman, “How to boost GPCR metagenesis studies using yeast,”
Techniques, vol.26, pp.533-539, 2005.
[5] J.Dreuws, “A Historical Perspective,” Science, vol.287, No.5460, pp.1960-1964, 2000.
[6] Peter Kirkpatrick and clere Ellis, “Chemical spase,” nature, vol.432, No.7019, pp.823-865, 2004.
[7] D. Rognan, “Chemogenomic approaches to ratinal drug design,” Britshi Journal of Pharmacology, vol.152, No.1, pp.38-52, 2007.
[8] Arakawa Masamoto, Miyuki Shoda and Kimoto Funatsu, “Development of Pharmacophor Modeling Method and its Application to Phosphodiesterse-4 inhibitors,” Journal of Computer Aided Chemistry, vol.11, pp.44-55, 2010.
[9] Ammar Abdo, Faisal Saeed, Hentabli Hmza, Ali Ahmed, Namie Salim, “Ligand expansion in ligand-based virtual screening using relevance feedback,” Journal of Computer Aided Chemistry, vol.26, pp.279-287, 2012.
[10] Hiroshi Fujisaki, Tadaomi Furuta, Ken Okamoto and Hiroto Kikuchi, “Combined Biophysical and Biochemical Study of Enzyme Effects: Binding Mechanism of Inhibitor Febuxostat with Xanthine Oxidoreductase,” Journal of Nippon Medical school, vol8, No.3, pp.222-227,2012.
[11] Yasushi Okuno, “In silico Drug Discovery Based on the Integration of Bioinformatics and Chemoinformatics,” YAKUGAKU ZASSHI, vol.128, No.11, pp.1645-1651, 2008.
[12] Akira Shiraishi, Satoshi Niijima, J. B. Brown, Masahiko Nakatsui and Yasushi Okuno,
“Chemical Genomics Approach for GPCR-Ligand Ineraction Prediction and Extraction of Ligand Binding Determinants,” Journal of Chemical Information and Modeling, vol.53, pp.1253-1265, 2013.
[13] J. J. Hopfield and D. W. tank, “”Neural” computation of decisions in optimization problems,”
Biological Cybernetics, vol.52, No.3, pp.141-152, 1985.