拡張サンプリング法による環状ペプチドの膜透過性予測システムの構築

• Item type: SIG Technical Reports(1)
• 公開日: 2019-03-01
• タイトル: 拡張サンプリング法による環状ペプチドの膜透過性予測システムの構築
• タイトル / 言語: en
• タイトル: Development of membrane permeability prediction method for cyclic peptides using enhanced sampling molecular dynamics simulation
• 言語: jpn
• 資源タイプ / 資源タイプ識別子: http://purl.org/coar/resource_type/c_18gh
• 資源タイプ: technical report
• 著者所属: 東京工業大学情報理工学院情報工学系／産業技術総合研究所・東京工業大学実社会ビッグデータ活用オープンイノベーションラボラトリ
• 著者所属: 東京工業大学情報理工学院情報工学系／東京工業大学中分子IT創薬研究推進体
• 著者所属: 東京工業大学情報理工学院情報工学系／東京工業大学中分子IT創薬研究推進体
• 著者所属: 東京工業大学情報理工学院情報工学系／東京工業大学中分子IT創薬研究推進体
• 著者所属: 東京工業大学情報理工学院情報工学系／東京工業大学中分子IT創薬研究推進体
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Department of Computer Science, School of Computing, Tokyo Institute of Technology / AIST-Tokyo Tech Real World Big-Data Computation Open Innovation Laboratory (RWBC-OIL), AIST
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Department of Computer Science, School of Computing, Tokyo Institute of Technology / Middle Molecule IT-based Drug Discovery Laboratory (MIDL), Tokyo Institute of Technology
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Department of Computer Science, School of Computing, Tokyo Institute of Technology / Middle Molecule IT-based Drug Discovery Laboratory (MIDL), Tokyo Institute of Technology
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Department of Computer Science, School of Computing, Tokyo Institute of Technology / Middle Molecule IT-based Drug Discovery Laboratory (MIDL), Tokyo Institute of Technology
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Department of Computer Science, School of Computing, Tokyo Institute of Technology / Middle Molecule IT-based Drug Discovery Laboratory (MIDL), Tokyo Institute of Technology
• 著者名: 黄, 毅聰; 吉川, 寧; 和久井, 直樹; 大上, 雅史; 秋山, 泰
• 著者名(英): Yicong, Huang; Yasushi, Yoshikawa; Naoki, Wakui; Masahito, Ohue; Yutaka, Akiyama
• 論文抄録 / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録 / 内容記述: 近年では環状ペプチド医薬品が注目されているが，環状ペプチドは細胞膜透過性が低い傾向があり，高い膜透過性を有するものを計算機で効率的に選別できる予測システムが求められている．本研究では，拡張サンプリングMD法による膜透過性予測手法を開発し、さらにデータ並列とMPI並列で高速化した．102個の環状ペプチドの膜透過シミュレーションを行い，膜透過を再現できた90個の環状ペプチドに対する最良の予測結果では，膜透過性予測値の実験値との有意な相関が示された（相関係数0.55）．また，予測の高速化のために脂質二重膜の対称性を利用して膜透過率の計算に必要なデータを水層から膜に入る段階のみから見積もる手法を提案した．それにより，14個のペプチドに対する計算では約1.4倍の高速化に成功し，予測値と実験値との有意な相関が示された（相関係数0.71）．
• 論文抄録(英) / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録(英) / 内容記述: Peptide drugs have attracted attention in the drug discovery field over recent years. However, their poor membrane permeability is one of the problems for intracellular drug targets. Thus predicting the membrane permeability is important for the peptide drug discovery projects. This study aims to predict the membrane permeability of cyclic peptides using molecular dynamics (MD) simulation and parallel computing. We performed MD simulations for 102 cyclic hexapeptides using supervised MD enhanced-sampling method. In the best prediction results for 90 cyclic peptides for which we successfully reproduced the membrane permeation, the correlation coefficient was 0.55. For the purpose of speeding up the prediction, we proposed a method of estimating the membrane permeability only from the data archived from half of the permeation process by utilizing the symmetry of the membrane. With using this method for 14 test peptides, we achieved 1.4-times increase of calculation speed, and the correlation coefficient was 0.71.
• 書誌レコードID / 収録物識別子タイプ: NCID
• 書誌レコードID / 収録物識別子: AA12055912
• 書誌情報: 研究報告バイオ情報学（BIO）; 巻 2019-BIO-57, 号 10, p. 1-8, 発行日 2019-03-01
• ISSN / 収録物識別子タイプ: ISSN
• ISSN / 収録物識別子: 2188-8590
• Notice: SIG Technical Reports are nonrefereed and hence may later appear in any journals, conferences, symposia, etc.
• 出版者 / 言語: ja
• 出版者: 情報処理学会