制御分子設計研究チーム|理化学研究所 生命機能科学研究センター(BDR)

制御分子設計研究チーム

チームリーダー

本間 光貴Ph.D.

  • 拠点:横浜
  • E-mail:honma.teruki[at]riken.jp[at]を@に変えてください

シミュレーションとインフォマティクスを融合したインシリコ設計技術を開発し、創薬に応用します。

研究内容

創薬研究が進んだ現在、低分子医薬品を開発しやすい標的分子の多くは、すでにやり尽くされつつあります。一方で、難治性のがん、アルツハイマー病、遺伝病に加え、新しい感染症のリスクは増大しており、これまでにない革新的な新薬に対するニーズは非常に強いものがあります。当チームは、分子動力学計算や量子化学計算(FMO計算)等のシミュレーションと、人工知能(AI)に代表されるインフォマティクス技術を融合してインシリコ設計、創薬AIの新しい技術を開発しています。開発した技術は、従来の方法では難易度の高い創薬ターゲットに対するインシリコスクリーニングに応用し、活性、体内動態、毒性等の医薬品に必要な複数項目の同時最適化設計を実施します。また、世界で初めてのタンパク質の量子化学計算値データベース(FMO IFIEデータベース)を開発し、運営しています。

研究室で開発しているインシリコ創薬技術
PALLAS: ドッキング条件最適化システム
MUSES: 相互作用記述子を用いた活性予測
FMO-PBSA: 量子化学計算と溶媒効果を組み合わせた活性予測
LAILAPS: 多面的リガンド探索システム

世界初のタンパク質の量子化学計算値データベース(FMO IFIEデータベース)

研究テーマ

  • シミュレーションとインフォマティクスを融合したインシリコ創薬技術の開発
  • 開発したインシリコ創薬技術の実際の創薬ターゲットへの応用
  • FMO IFIEデータベースの構築と公開

主要論文

  • Sato T, Hashimoto N, Honma T.
    Bioisostere Identification by Determining the Amino Acid Binding Preferences of Common Chemical Fragments.
    Journal of Chemical Information and Modeling 57(12). 2938-2947 (2017) doi: 10.1021/acs.jcim.7b00092
  • Watanabe C, Watanabe H, Fukuzawa K, et al.
    Theoretical Analysis of Activity Cliffs among Benzofuranone Class Pim1 Inhibitors Using the Fragment Molecular Orbital Method with Molecular Mechanics Poisson-Boltzmann Surface Area (FMO+MM-PBSA) Approach.
    Journal of Chemical Information and Modeling 57(12). 2996-3010 (2017) doi: 10.1021/acs.jcim.7b00110
  • Okada-Iwabu M., Yamauchi T., Iwabu M., et al.
    A small-molecule AdipoR agonist for type 2 diabetes and short life in obesity.
    Nature 503. 493-499 (2013) doi: 10.1038/nature12656
  • Saito Y., Yuki H., Kuratani M., et al.
    A pyrrolo-pyrimidine derivative targets human primary AML stem cells in Vivo.
    Science Translational Medicine 5(181). 181ra152 (2013) doi: 10.1126/scitranslmed.3004387
  • Shiba T., Kido Y., Sakamoto K., et al.
    Structure of the trypanosome cyanide-insensitive alternative oxidase.
    Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 110(12). 4580-5 (2013) doi: 10.1073/pnas.1218386110
  • Takaya D., Sato T., Yuki H., et al.
    Prediction of Ligand-Induced Structural Polymorphism of Receptor Interaction Sites Using Machine Learning.
    Journal of Chemical Information and Modeling 53 (3). 704–716 (2013) doi: 10.1021/ci300458g
  • Sato T., Watanabe H., Tsuganezawa K., et al.
    Identification of novel drug-resistant EGFR mutant inhibitors by in silico screening using comprehensive assessments of protein structures.
    Bioorganic & Medicinal Chemistry 20(12). 3756-67 (2012) doi: 10.1016/j.bmc.2012.04.042
  • Yuki H., Honma T., Hata M., Hoshino T.
    Prediction of sites of metabolism in a substrate molecule, instanced by carbamazepine oxidation by CYP3A4.
    Bioorganic & Medicinal Chemistry 20(2). 775-83 (2011) doi: 10.1016/j.bmc.2011.12.004
  • Sato T., Honma T., Yokoyama S.
    Combining Machine Learning and Pharmacophore-based Interaction Fingerprint for in silico Screening.
    Journal of Chemical Information and Modeling 50(1). 170-85 (2010) doi: 10.1021/ci900382e
  • Sato T., Matsuo Y., Honma T., Yokoyama S.
    In silico functional profiling of small molecules and its applications.
    Journal of Medicinal Chemistry 51(24). 7705-16 (2008) doi: 10.1021/jm800504q

メンバー

本間 光貴チームリーダー honma.teruki[at]riken.jp
佐藤 朋広研究員 tomohiro.sato[at]riken.jp
髙谷 大輔研究員 daisuke.takaya[at]riken.jp
幸 瞳研究員 hitomi.yuki[at]riken.jp
渡邉 千鶴研究員 chiduru.watanabe[at]riken.jp
保田 真友子技師 mayuko.yasuda[at]riken.jp
永瀬 駿平テクニカルスタッフI shunpei.nagase[at]riken.jp

*:兼務/ [at]を@に変えてください

研究者 Q & A

Q研究の道を選んだきっかけは何ですか?

高校時代に化学クラブに入ったのがきっかけでした。文科系ですが、体育系並みに厳しかったですが、自由な発想で研究できた記憶があります。

Q研究の最大の魅力は何ですか?

これまで不可能だったことを可能にしたり、有望な医薬候補を見つけたりした瞬間の達成感だと思います。

Q研究者を目指す人たちに一言

最近、景気が悪いせい、あるいはネット時代のためかもしれませんが、若手研究者の発想が画一的で研究が一本道になりがちのように思います。特に発想段階では、大胆に行きましょう。

Q研究以外の興味や趣味はありますか?

読書や天体観測。皆既日蝕の観測には感動しました。