computational chemistry のこと

computational chemistry のことで わかったことを載せます

薬剤開発ターゲット 破傷風菌の毒素

薬剤開発ターゲットとして

破傷風菌の毒素

を紹介します。

破傷風は、破傷風菌が出す毒素によって、口唇や手足のしびれ等の症状を引き起こし、やがて全身けいれんを引き起こし死に至る感染症だそうです。
破傷風菌は全世界の土壌中に広く分布し、おもに傷口についた土などから感染します。アフリカ、東南アジア、中南米などの途上国では、ワクチン不足や不適当な傷の手当などが原因で患者が多く発生しているそうです。

破傷風菌毒素は、ヒト神経細胞が発現する GT1b という糖鎖に結合して悪さを始めます。

破傷風毒素がGT1bに取り付く過程を邪魔する化合物 があれば、その化合物は、薬です。

破傷風毒素とGT1bの複合体  GT1b糖鎖の周辺拡大
参考サイト・文献

ウィキペディア
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%A0%B4%E5%82%B7%E9%A2%A8

海外渡航者のための感染症情報
http://www.forth.go.jp/tourist/kansen/21_teta.html

Fotinou, C., et al. J. Biol. Chem. 2001, 276, 32274-32281.

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薬剤開発ターゲット コレラ菌の毒素

薬剤開発ターゲットとして、コレラ毒素 を紹介します。

コレラは世界的に有名な病気で、大変危険です。
1992年には、新型のコレラ菌が発見されています。

参考サイト: Wikipedia
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B3%E3%83%AC%E3%83%A9

コレラ菌が産生する コレラ毒素(cholera toxin)は、ヒト細胞膜に発現している GM1 という 糖鎖 に結合して 悪さをし始めます。
コレラ毒素は、Aユニット1つと、Aユニットを囲む5つのBユニットから成ります。
Bユニットが、GM1糖鎖 に結合して、Aユニットをヒト細胞内に送り込みます。この辺りは、ベロ毒素の作用機構と似ています。

下図で、GM1糖鎖 と コレラ毒素Bユニット が結合している様子を示します。この図は、

カテゴリ ゲームマニュアル:新薬設計のやり方 初級編

で公開した 無料グラフィックソフト DS Visualizer 1.6 を使っています。ゲーム画面と同じ感じになります。

cholera_complexed_with_GM1  cholera_expand

GM1の類似化合物を設計することが プレーヤーの目的になります。

参考サイト: 糖質科学のことば:「細菌および細菌毒素レセプターとしての糖脂質」 京都大学 山本憲二 先生
http://glycoforum.gr.jp/science/word/glycolipid/GLB02J.html


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当面の薬剤ターゲットは・・

私の専門は、糖質化学です。
なので、当面の薬剤ターゲットを

糖鎖関連反応

に絞ります。
様々な疾病に 糖鎖 が関与していることは、最近の研究で明白です。

しかし 糖鎖 は、複雑な構造を持っているために、工業的に大量に作る必要がある  としては不向きです。
ですから、新薬開発ゲームで遊びながら

糖鎖の機能を似せた化合物

をどんどん設計しましょう!

また、特に克服したい病気 例えば、

ガン、エイズ(HIV)、アルツハイマー、狂牛病(ヤコブ病) 

等は、何とかして 薬剤ターゲットに 入れます。
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大学の研究室様へ

本ゲームは、新薬開発ゲームという名前ですが、単なる分子モデリングのツールですので、その範囲内なら何でもできます。

・単に「薬」だけでなく、生命科学実験に必要な 特異的酵素阻害剤の設計 ができます。
・タンパク質の ホモロジーモデリング ができます。
・低分子や高分子の 分子力学・動力学計算 ができます(薬などに関係していない系でも可能です)。Discovery Studioには、様々な分子力場パラメーターが納められています。

ですから、大学研究室関係の皆さまが、薬剤ターゲットの提供だけでなく、共同研究の依頼もできるようなシステムに致します。
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薬剤開発ソフト「ドラクエ」に、最初に入れたい薬剤ターゲットたち。製薬会社さんやバイオベンチャーさんと提携したいです。

ここのカテゴリでは、

個人向け無料新薬開発ゲームに最初に入れておきたい薬剤ターゲットたち

を箇条書きにします。

薬剤ターゲット(動物への薬、農薬も含む)
ヒト型・トリ型インフルエンザ(HA阻害剤、NA阻害剤)
ベロ毒素
コレラ毒素
ボツリヌス毒素
HIV(ヒト免疫不全ウィルス; gp120,protease,integrase, reverse transcriptase)
がん(現在調査中)

今後、さらに追加します。病気の発症機構 等を調べて、公開します。

製薬会社さんやバイオベンチャーさんと提携して、薬のターゲットを日々追加できるシステムにしたいです。
薬剤ターゲットの掲載料金 を払うことで、プレーヤーへの告知ができます。
大学の研究室でも告知できます。

ゲームサポートの運営では、スポンサーを募りたいです。
子どもの理科離れ という点から、文部科学省にアプローチします。
本ゲームを使いこなすことは、技術者として有能なのですから、企業からのスポンサーもあると考えます。

とにかく、まず無料新薬開発ゲームが、実際に開発されないといけません。
また、ゲームに慣れてきますと、プレーヤー自分自身で新たな薬剤ターゲットを探索したくなります
探索のための無料データベースがネットで公開されていますから、ゲーマー自身でも行えます。

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