Recent ChemRxiv on Biological and Medicinal Chemistry: September 26, 2024

2024年9月26日 21:18

Computational Methods in Drug Discovery and Development
1. 与えられた論文は、何を目的としていますか？:
このレビューは、薬物発見における最も顕著な計算方法についての詳細な概観を提供することを目的としています。これにより、研究者がこの進化する分野において重要な貢献をするために必要な洞察を装備することができます。
2. 与えられた論文では、どのようなデータや情報を用いましたか？:
具体的なデータや情報についての詳細は記述されていませんが、分子モデリングから機械学習アルゴリズムに至るまでの多様な計算方法に関する情報が含まれていると考えられます。
3. 与えられた論文の新規性や、解決できた問題は何ですか？:
このレビューの新規性は、薬物発見における計算方法の最新の進展を広範囲にわたって網羅している点にあります。これにより、これまでの研究では不足していた、これらの方法の原理、応用、および将来の可能性についての包括的な理解を提供することができます。
4. 将来取り組むべき未解決問題として、何が残されていますか？:
計算薬物発見の分野は急速に拡大しており、新しい技術やアプローチが継続的に開発されています。このため、新しい計算方法の開発、既存の方法の精度と効率の向上、ならびに異なる計算手法の統合によるシナジー効果の探求など、未解決の問題が多く残されています。
title:
Computational Methods in Drug Discovery and Development
author:
Sadettin Yavuz, Ugurlu
date:
2024-09-26
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-ltmj2?rft_dat=source%3Ddrss

Designing Mimosine-Containing Peptides as Efficient Metal Chelators: Insights from Molecular Dynamics and Quantum Calculations
1. 与えられた論文の目的:
この研究は、ミモシンを含むペプチドが金属イオンと結合する能力を利用して、抗菌性および抗がん性の特性を持つ治療薬としての可能性を探ることを目的としています。また、これらのペプチドの設計を最適化するために、金属結合時および非結合時のペプチドのコンフォメーションアンサンブルを深く理解することが求められています。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、長時間のMDシミュレーションと量子計算を用いて、ミモシンを含むペプチドの詳細な分析を行いました。これにより、ペプチド設計における重要な要因を特定し、金属結合親和性が確立されたアルミニウムキレーターであるデフェリプロンやクエン酸と比較しても遜色のない結果を示すことができました。
3. 新規性と解決できた問題:
この研究の新規性は、ミモシンを含むペプチドが金属イオンと効果的に結合し、既存のキレーション剤に代わる安全な選択肢を提供することを示した点にあります。また、ペプチドの背骨が金属結合時のエントロピックペナルティを減少させる重要な役割を果たすことを明らかにし、このエントロピックペナルティを調節する戦略を提案しました。
4. 未解決の問題:
金属と短いペプチド間の複合体においてエントロピックペナルティを評価することは依然として難しい課題です。今後の研究では、プロリン残基の導入や配列長の最適化を通じて、このエントロピックペナルティをさらに調節する方法を探る必要があります。これにより、より効率的なペプチドキレーターの開発が期待されます。
title:
Designing Mimosine-Containing Peptides as Efficient Metal Chelators: Insights from Molecular Dynamics and Quantum Calculations
author:
David, De Sancho, David, Silva-Brea, Julen, Aduriz-Arrizabalaga, Xabier, López
date:
2024-09-26
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-m751k?rft_dat=source%3Ddrss

Simple, Enantiocontrolled Azetidine Library Synthesis via Strain Release Functionalization of 1-Azabicyclobutanes
1. 与えられた論文の目的:
この研究では、複雑な立体純粋なアゼチジンをアクセスするためのシンプルでモジュラーなプログラム可能な方法を開発することを目的としています。アゼチジンは、特定の生物学的プロセスや疾患の研究において重要な役割を果たす可能性があるため、これらの構造を効率的に合成する方法を提供することが重要です。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、新しい合成方法を開発し、それを利用して立体定義されたアゼチジンを並列合成することが可能になりました。さらに、これらのアゼチジンを活性ベースのタンパク質プロファイリングに使用し、人間のがん細胞内で明確な立体選択性および化学選択性を持つリガンドと結合するタンパク質を同定しました。
3. 新規性および解決された問題:
この研究の新規性は、アゼチジンの合成を簡素化し、より効率的に行う方法を提供したことにあります。従来、これらの化合物の合成は手間がかかるプロセスでしたが、開発された合成方法により、立体純粋なアゼチジンを迅速かつ効率的に合成することが可能になりました。また、これらのアゼチジンを用いて、がん細胞内の特定のタンパク質との結合研究を行うことで、新たな治療標的の同定に寄与する可能性があります。
4. 未解決の問題:
今後の課題としては、さらに多くの種類のアゼチジンを合成し、それらの生物学的活性を詳細に調べることが挙げられます。また、これらの化合物が具体的にどのような機構でタンパク質と結合し、どのような生物学的効果をもたらすのかを解明することも重要です。これにより、アゼチジンを用いた新たな治療法の開発につながる可能性があります。
title:
Simple, Enantiocontrolled Azetidine Library Synthesis via Strain Release Functionalization of 1-Azabicyclobutanes
author:
Phil S., Baran, Benjamin F., Cravatt, Michael , Bielecki, Molhm, Nassir, Hayden A. , Sharma, Nathanyal J. , Truax, Nicholas , Raheja, Ty M. , Thompson, Tamara , El-Hayek Ewing, Bruno, Melillo
date:
2024-09-25
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-cmvd4?rft_dat=source%3Ddrss

A Critical Factor in Reactive Oxygen Species (ROS) Studies: The Need to Understand the Chemistry of the Solvent Used
1. 目的:
この論文の目的は、活性酸素種（ROS）の濃度を測定する際に遭遇する問題点について理解を深め、診断や治療への応用を促進することです。特に、DMSOという有機溶媒がROS測定結果に与える影響を明らかにし、その誤解を解消することを目指しています。
2. 使用データ・情報:
本論文では、DMSOが次亜塩素酸によって迅速に酸化される現象を例に挙げ、バッファー、細胞培養液、細胞培養、細胞溶解液中でのROS測定結果への影響を記述しています。これにより、DMSOのような有機溶媒が実験結果にどのように影響を及ぼすかを示しています。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、ROS測定における有機溶媒の影響を特定し、特にDMSOがROS測定結果にどのように影響を及ぼすかを明らかにした点にあります。これにより、以前は見過ごされがちだった有機溶媒の役割を理解し、より正確なROS測定方法の開発に繋がる可能性があります。
4. 未解決問題:
将来的には、DMSO以外の有機溶媒がROS測定に与える影響をさらに詳細に調査する必要があります。また、これらの知見を基にして、ROSの生物学的な研究をより厳密に行うための追加的な研究が求められています。これにより、ROS関連の病態をより正確に診断し治療するための新しいアプローチが開発されることが期待されます。
title:
A Critical Factor in Reactive Oxygen Species (ROS) Studies: The Need to Understand the Chemistry of the Solvent Used
author:
Shubham, Bansal, Binghe , Wang
date:
2024-09-25
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-mvvbc?rft_dat=source%3Ddrss

The Synthesis of Sulfonyl Fluoride Functionalized 2-Aminothiazoles using a Diversity Oriented Clicking Strategy
1. 与えられた論文は、何を目的としていますか？:
この研究の主な目的は、16種の未報告のスルホニルフルオライド機能化2-アミノチアゾールを良好から優れた収率で合成することです。また、この合成はシンプルで実行が容易であり、多様な機能性を持つ範囲に対しても耐性があり、単一の生成物に対して選択的です。さらに、新規2-アミノチアゾールの多様化をSuFExクリック化学を通じて展示しています。
2. 与えられた論文では、どのようなデータや情報を用いましたか？:
この研究では、16種の新規2-アミノチアゾールの合成に成功したデータを示しています。これらの化合物は良好から優れた収率で合成されており、それぞれの化合物の構造と収率に関する情報が提供されています。また、SuFExクリック化学を用いたこれらの化合物の多様化に関するデータも示されており、これによってさらなる機能性の展開が示されています。
3. 与えられた論文の新規性や、解決できた問題は何ですか？:
この研究の新規性は、未報告のスルホニルフルオライド機能化2-アミノチアゾールの合成法を開発した点にあります。これにより、これまで得られなかった新しい化合物群が提供され、化学的な多様性が拡張されました。また、この合成法は単一の生成物に対して選択的であり、広範な機能性への耐性を示すことから、より効率的で実用的な方法と言えます。
4. 将来取り組むべき未解決問題として、何が残されていますか？:
今後の課題としては、これらの新規2-アミノチアゾールの生物学的活性や薬理学的利用の可能性についての研究が挙げられます。また、合成法のさらなる改善や、他の種類の化合物への応用可能性の探求も重要です。これにより、新規化合物の実用的な応用範囲を広げることが期待されます。
title:
The Synthesis of Sulfonyl Fluoride Functionalized 2-Aminothiazoles using a Diversity Oriented Clicking Strategy
author:
Christopher J., Smedley, Joshua, Kop, Carol, Hua
date:
2024-09-25
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-5dmml?rft_dat=source%3Ddrss

The Fourth CACHE Challenge – A Comprehensive Drug Discovery Workflow to Discover Potential Inhibitors of the Tyrosine Kinase Binding Domain of Cbl-b
1. 与えられた論文は、何を目的としていますか？:
この研究の主な目的は、Cbl-bのチロシンキナーゼ結合ドメイン（TKBD）に対する新規阻害剤を特定することです。これを達成するために、最終的な化合物リストの選択に人間の介入を排除した自動化されたワークフローを使用しました。
2. 与えられた論文では、どのようなデータや情報を用いましたか？:
研究では、約4800万個の化合物を含むEnamine REALデータベースの多様性セットから選択されたライブラリを使用しました。これらの化合物に対して構造およびSAR分析、薬理学的モデリングが行われ、約308百万のコンフォーマーが生成されました。さらに、これらのコンフォーマーを薬理学的モデルに対してスクリーニングし、Fittedを使用してスコアリングとランキングを行い、最終的にMDシミュレーションとMM-PBSAフレームワークを用いて結合自由エネルギーを計算しました。
3. 与えられた論文の新規性や、解決できた問題は何ですか？:
この研究の新規性は、人間の介入を排除した完全自動化されたワークフローを使用して新規阻害剤を特定する点にあります。このアプローチにより、大規模な化合物ライブラリから効率的に有望な候補を選出することが可能になりました。また、複数の分析手法と自動化技術の組み合わせが、高速かつ正確なスクリーニングを実現しました。
4. 将来取り組むべき未解決問題として、何が残されていますか？:
未解決の問題としては、自動化されたワークフローのさらなる最適化や、他のタイプの生物学的ターゲットに対するアプローチの適用可能性の検証が挙げられます。また、実際の生物学的システムや臨床試験での効果の検証も必要です。これにより、実際の治療薬としての応用に向けたさらなるステップが求められます。
title:
The Fourth CACHE Challenge – A Comprehensive Drug Discovery Workflow to Discover Potential Inhibitors of the Tyrosine Kinase Binding Domain of Cbl-b
author:
Joshua, Pottel, Mihai, Burai-Patrascu, Ophélie, Rostaing, Matej, Janežič, Antoine, Moitessier, Suneel Kumar, B. V. S., Nicolas, Moitessier
date:
2024-09-25
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-3nh4r?rft_dat=source%3Ddrss

Thiophosphate Bioisosteres of Inositol Hexakisphosphate Enhances Binding Affinity and Residence Time to Bacterial Virulence Factors.
1. 与えられた論文の目的:
この研究の主な目的は、哺乳類細胞のシグナル伝達に不可欠なイノシトールリン酸塩、特にmyo-イノシトールヘキサキスリン酸（IP6）の挑戦的な研究条件を克服することです。IP6は、その高い電荷密度により哺乳類細胞の病原因子の構造を再構築し、酵素活性を活性化すると考えられていますが、その不安定性や水溶性の問題が研究を困難にしています。そこで、チオリン酸を置換したmyo-イノシトールヘキサキスチオリン酸（IT6）がこれらの問題を緩和すると提案し、その化学的特性と生物物理学的特性を評価することが目的です。
2. 用いたデータや情報:
この研究では、IT6の化学的特性を評価するために化学的分析を行い、その結果、チオリン酸置換がフィターゼ耐性を持ち、溶解性を向上させることを確認しました。さらに、IT6と病原因子との結合を生物物理学的に特徴づけるために、サルモネラ・エンテリカ・セロバール・チフィムリウムのAvrA、ビブリオ・パラヘモリティクスのVopA、クロストリジオイデス・ディフィシルのTcdBとの結合実験を行い、IT6の高い電荷密度が結合親和性と結合状態の安定化を向上させることを示しました。
3. 新規性や解決できた問題:
この研究の新規性は、IP6の代替としてIT6を用いることで、IP6の研究における主要な問題であるフィターゼの不安定性、水溶性の低さ、沈殿しやすさといった問題を克服した点にあります。また、IT6が病原因子との結合特性を改善することで、これらのタンパク質の構造生物学的研究や医薬化学において有用なツールとなる可能性を示しました。
4. 未解決問題:
今後の課題としては、IT6が実際の生物学的システムや病態においてどのように機能するかを明らかにするための更なる研究が必要です。また、IT6の安全性や効果の範囲、他の病原因子に対する有効性など、臨床応用に向けた詳細な評価が求められます。
title:
Thiophosphate Bioisosteres of Inositol Hexakisphosphate Enhances Binding Affinity and Residence Time to Bacterial Virulence Factors.
author:
Bastien, Castagner, Rebecca, Cummer, Garvit, Bhatt, Lauren M., Finn, Bettina G., Keller, Bhushan, Nagar
date:
2024-09-25
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-5058z-v2?rft_dat=source%3Ddrss

Trogocytosis targeting chimeras (TrogoTACs) for targeted protein transfer
1. 与えられた論文の目的:
この研究は、遺伝的介入を行わずに細胞表面タンパク質の不足を補う方法を見つけることを目的としています。具体的には、トロゴシトーシスという自然な細胞間膜タンパク質の移動プロセスを利用して、特定の細胞からB細胞へのタンパク質の移動を誘導する新しいバイスペシフィック分子、トロゴTACsの開発を報告しています。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、トロゴTACsがB細胞受容体CD22に結合し、標的細胞の表面分子を認識する抗体に化学的に結合された合成小分子リガンドを設計しました。また、CD22の高親和性結合が必要であること、細胞間接触に依存するプロセスであることを示しています。さらに、PD-1、CD25、EGFR、HER2などの治療的に関連するタンパク質の効率的な移動を複数の細胞モデルで達成しました。
3. 新規性と解決できた問題:
この研究の新規性は、遺伝子操作を行わずに細胞表面タンパク質を修復または変更する新しい方法を提供する点にあります。トロゴTACsは、特定の細胞間でのタンパク質の移動を誘導することにより、細胞表面プロテオームの標的修飾を可能にします。これにより、細胞表面タンパク質の不足が原因の病理を持つ疾患の治療に新たな道を開く可能性があります。
4. 未解決の問題:
将来の課題としては、トロゴTACsの安全性と効果のさらなる検証、広範な細胞タイプや病態における応用可能性の評価、長期的な細胞表面タンパク質の安定性や機能性の維持方法の開発が挙げられます。また、治療における副作用や予期せぬ免疫反応の管理も重要な課題です。
title:
Trogocytosis targeting chimeras (TrogoTACs) for targeted protein transfer
author:
Nicholas, Till, Muthukumar, Ramanathan, Kang, Yong Loh, Carolyn, Bertozzi
date:
2024-09-25
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-k7kn2-v2?rft_dat=source%3Ddrss

Chemoproteomic mapping of the N-terminal cysteinome
1. 目的:
この研究の主な目的は、N末端システインの酸化状態がタンパク質の安定性にどのように影響するかを理解することです。特に、アルギニル化とプロテアソームによる分解を介して、どのようにタンパク質の安定性が制御されているかを明らかにすることが目的です。また、N末端システインの反応性と存在量を生細胞内で検出し評価する新しい方法を開発することも目的の一つです。
2. 使用したデータや情報:
この研究では、N末端システインを標的とするプローブを使用して、生細胞内でN末端システインを結合させ、その酸化状態を区別し量定する手法を用いました。これにより、N末端システインの数百もの新たな箇所を同定し、低酸素状態での反応性と存在量の変化を直接検出することが可能となりました。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、N末端システインの反応性と存在量を生細胞で直接検出できるプローブを初めて開発した点にあります。これまで、N末端システインの酸化状態を検出する方法は報告されておらず、このプローブによって、タンパク質の安定性に影響を与える重要なプロテアソーム経路についての理解が深まることが期待されます。
4. 未解決の問題:
今後の課題としては、このプローブを用いた研究をさらに進め、具体的にどのタンパク質がこの経路によって調節されているのか、またその生物学的な意義は何かを詳しく解析することが挙げられます。さらに、他のタンパク質修飾との相互作用や、病態生理学的な状況での役割についても調べる必要があります。
title:
Chemoproteomic mapping of the N-terminal cysteinome
author:
Thomas, Poulsen, Esben, Svenningsen, Fatih, Demir, Florian, Kromm, David, Olagnier, Anna, Rahimic, Markus, Rinschen
date:
2024-09-24
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-4w549?rft_dat=source%3Ddrss

Martini 3 building blocks for Lipid Nanoparticle design
1. 与えられた論文は、何を目的としていますか？:
与えられた論文は、リポソームナノ粒子（LNP）に関する研究を進めることを目的としています。具体的には、薬剤や遺伝子を効果的に運搬するためのLNPの最適化と、これらの粒子の詳細な理解を深めることが目的です。
2. 与えられた論文では、どのようなデータや情報を用いましたか？:
与えられた論文では、分子動力学（MD）シミュレーションと粗視化（CG）モデルを用いたデータや情報が使用されています。特にMartini 3ライブラリを拡張し、100以上のイオナイザブルリピッド（IL）モデル、自然発生するステロールモデル、PEG化リピッドモデルを含むLNPの重要な成分をカバーしています。
3. 与えられた論文の新規性や、解決できた問題は何ですか？:
この研究の新規性は、Martini 3ライブラリを用いてLNPの重要な成分を広範にカバーしたことにあります。これにより、LNPの構築とその機能評価を粗視化モデルで行うことが可能になり、実験的な研究に比べてコストを削減し、より高解像度での研究を可能にしました。また、異なるリピッド成分の融合効率をスクリーニングする初期プロトコルを提示し、これが解決された問題です。
4. 将来取り組むべき未解決問題として、何が残されていますか？:
未解決の問題としては、LNPの実際の生体内での挙動や安全性に関する研究が挙げられます。また、さまざまな細胞ターゲットに対する最適化や、さらに詳細なLNPの動態を理解するための研究も必要です。これらの問題に対処するためには、さらに多くの実験的およびシミュレーションデータが必要とされます。
title:
Martini 3 building blocks for Lipid Nanoparticle design
author:
Lisbeth Ravnkilde, Kjølbye, MARIANA , VALÉRIO, MARKÉTA , PALONCÝOVÁ, LUÍS , BORGES-ARAÚJO, ROBERTO, PESTANA-NOBLES, FABIAN , GRÜNEWALD, BART , M. H. BRUININKS, ROCÍO , ARAYA-OSORIO, MARTIN , ŠREJBER, RAUL , MERA-ADASME, LUCA , MONTICELL, SIEWERT , J. MARRINK, MICHAL , OTYEPKA, SANGWOOK , WU, PAULO, C.T. SOUZA
date:
2024-09-24
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-bf4n8?rft_dat=source%3Ddrss

Substituent and heteroatom effects on parallel-displaced pi-stacking: Further evidence that short-range pi-pi interactions are not under electrostatic control
1. 目的:
この研究の主な目的は、芳香族環の並行ずれスタッキングが優先される理由を解明することです。特に、Hunter-Sandersモデルが提唱する四極子電気静的相互作用に基づく説明が不十分であることを示し、代わりにPauli排斥と分散の競合によってこの現象が駆動されるという「ファンデルワールスモデル」を支持する証拠を提供することを目指しています。
2. 使用したデータや情報:
この研究では、置換ベンゼンおよびピリジン、ピリミジン、トリアジン、チオフェンなどの異種環を含む二量体の対称適応摂動理論を適用しました。これにより、広範囲の電気静的相互作用を調査し、オフセットπスタッキングの代替説明の一般性を検証しました。また、エネルギー成分のプロファイルを共面スリップスタッキング座標に沿ってサポートしました。
3. 新規性と解決できた問題:
この研究の新規性は、Hunter-Sandersモデルや四極子電気静的モデルを支持する証拠が見つからないという点にあります。これにより、オフセットスタッキングが主にPauli排斥と分散のバランスによって決定されることを示し、これまでの電気静的説明とは異なる説明を提供しました。これは、化学的置換が短距離の駆動力に影響を与える可能性が低いことを示唆しており、ソフトマテリアルやその他の超分子構造の合理的な設計に影響を与えます。
4. 未解決問題:
将来的には、化学的置換がオフセットスタッキングに与える影響についてさらに詳細な研究が必要です。また、このファンデルワールスモデルが他の分子系においても同様に適用可能かどうかを検証することが挙げられます。これにより、超分子化学や生化学におけるスタッキング相互作用の理解をさらに深めることができるでしょう。
title:
Substituent and heteroatom effects on parallel-displaced pi-stacking: Further evidence that short-range pi-pi interactions are not under electrostatic control
author:
John, Herbert, Brandon, Schramm, Montgomery, Gray
date:
2024-09-24
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-5k2b8?rft_dat=source%3Ddrss

An integral activity-based protein profiling (IABPP) method for higher throughput determination of protein target sensitivity to small molecules
1. 目的:
与えられた論文は、活性プロテオームに興味のあるアナライトを処理する競合的ABPP（Activity-based protein profiling）技術を用いて、小分子が特定のタンパク質活動に与える影響をプロファイリングすることを目的としています。特に、化学物質の潜在的な有害効果を理解するために、競合的ABPPアプローチを効果的に使用することが目指されています。
2. 使用データ・情報:
この研究では、モデル有機リン化合物であるパラオキソンに対する広範囲の濃度でのターゲット感度の差別化を可能にする統合的競合ABPP方法を提示しました。以前に開発されたOP-ABPs（有機リン化合物用のアクティビティベースのプローブ）を使用し、ABPPサンプルのタンデムマスタグ（TMT）マルチプレキシングの条件を最適化し、さまざまなパラオキソン濃度での従来の競合ABPPと、その同じ濃度範囲でのサンプルのプーリングを比較しました。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、統合的ABPP方法を用いて、少ないサンプル数で低感度と高感度のタンパク質を区別できる点にあります。これにより、競合的ABPPのサンプル処理が簡略化され、広範囲の化学物質をより迅速にスクリーニングできるようになりました。これは、特定のタンパク質ターゲットに対する化学物質の影響を詳細に評価する上で重要な進歩です。
4. 未解決問題:
将来的には、さらに多様な化学物質に対してこの統合的ABPP方法を適用し、その有効性と限界を評価する必要があります。また、異なる生物学的システムや状態におけるこの手法の適用性についても検討する必要があります。これにより、より広範囲の環境や健康に関連する問題に対応できるようになるでしょう。
title:
An integral activity-based protein profiling (IABPP) method for higher throughput determination of protein target sensitivity to small molecules
author:
Vivian S., Lin, Aaron T., Wright, Stephen J., Callister, Leo J., Gorham, Gerard X., Lomas, Agne, Sveistyte, John T., Melchior, Priscila M., Lalli, Chathuri J., Kombala, Tong, Zhang, Vanessa L., Paurus
date:
2024-09-24
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-jg6bn-v2?rft_dat=source%3Ddrss

Dipeptidic Phosphonates: Potent Inhibitors of Pseudomonas aeruginosa Elastase B Showing Efficacy in a Murine Keratitis Model
1. 目的:
この研究の主な目的は、感染症の原因となる細菌Pseudomonas aeruginosaの毒性を抑制することです。具体的には、この細菌が産生する外部エラスターゼ、LasBという亜鉛依存性プロテアーゼの阻害を通じて、細菌の毒性を減少させる新しい治療戦略の開発を目指しています。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、構造に基づいた薬物発見アプローチを用いて、新たな一連の高い効力を持つ二ペプチドリン酸塩を設計・合成しました。さらに、これらの化合物の有効性を評価するために、in vitro（試験管内の実験）およびin vivo（生体内の実験）での薬物動態プロファイル、人間の非標的に対する優れた選択性、およびマウスの毒性試験での良好な耐容性が検証されました。
3. 新規性と解決できた問題:
この研究の新規性は、Pseudomonas aeruginosaのLasBという特定のターゲットに対する高効力な阻害剤の開発にあります。これにより、細菌の毒性を効果的に抑制し、抗菌抵抗性を持つこの病原体に対する治療オプションを拡大することができます。また、マウスの角膜炎モデルでのin vivo有効性が示され、抗生物質メロペネムとの併用により、治療効果が向上することが示されました。
4. 未解決問題:
将来的には、これらの阻害剤の臨床試験に進む前に、さらなる安全性評価が必要です。また、抗菌抵抗性の増加に対応するために、他の細菌種に対する阻害剤の開発や、異なる機構を持つ抗菌剤の開発も重要です。さらに、薬剤の配送システムや投与方法の最適化も今後の課題として残されています。
title:
Dipeptidic Phosphonates: Potent Inhibitors of Pseudomonas aeruginosa Elastase B Showing Efficacy in a Murine Keratitis Model
author:
Alexander Felix, Kiefer, Christian, Schütz, Colya, Englisch, Dominik, Kolling, Samira, Speicher, Andreas Martin, Kany, Roya, Shafiei, Noran Abdel, Wadood, Ahmad, Aljohmani, Niklas, Wirschem, Ravindra, Jumde, Andreas, Klein, Asfandyar, Sikandar, Yu-Mi, Park, Gabriela, Krasteva-Christ, Daniela, Yildiz, Ahmed Saad, Abdelsamie, Katharina, Rox, Jesko, Köhnke, Rolf , Müller, Markus, Bischoff, Jörg, Haupenthal, Anna Katharina Herta, Hirsch
date:
2024-09-24
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-3mtxb?rft_dat=source%3Ddrss

Prevalence of the Diffusion Collision Model of Protein Folding In Vivo: A Mechanistic Analysis of the Acceleration of Protein Folding by Peptidyl-Prolyl Isomerase and the GroEL/ES Chaperonin System
1. 与えられた論文の目的:
このレビューは、タンパク質の折りたたみモデルである拡散衝突モデルと拡張核生成凝縮モデルの違いを評価し、ペプチジルプロリルイソメラーゼとGroEL/ESシャペロニンシステムがそれぞれの基質タンパク質の折りたたみ速度をどのように加速するかのメカニズムを分析することにより、どのタンパク質折りたたみモデルが生体内で優勢であるかを決定することを目的としています。
2. 使用されたデータや情報:
このレビューでは、二つのタンパク質折りたたみモデルの間の動力学の違いを評価するために、自由エネルギープロファイルを用いています。これにより、一方のモデルを他方よりも好む条件の特定につながりました。また、選択されたシャペロンの正当化の後、それぞれのシャペロンが基質タンパク質の折りたたみ速度をどのように加速するかのメカニズムが調査されました。
3. 新規性や解決できた問題:
このレビューの新規性は、二つの異なるタンパク質折りたたみモデルを比較し、特定のシャペロンがこれらのモデルのどちらと一致するかを明らかにした点にあります。これにより、特定のシャペロンがタンパク質折りたたみをどのように助けるかの理解が深まり、生化学や医学分野におけるその重要性が強調されました。
4. 未解決問題:
将来的には、他のシャペロンや異なる条件下でのタンパク質折りたたみモデルの動作をさらに詳細に調査する必要があります。また、特定の病気に関連する異常なタンパク質折りたたみに対するこれらのモデルの適用可能性についても検討する必要があるでしょう。
title:
Prevalence of the Diffusion Collision Model of Protein Folding In Vivo: A Mechanistic Analysis of the Acceleration of Protein Folding by Peptidyl-Prolyl Isomerase and the GroEL/ES Chaperonin System
author:
Aatmaananda, Nayak
date:
2024-09-24
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-j2rvf?rft_dat=source%3Ddrss

Fluorescent Molecular Probe for In Vivo Targeting and Live Cell Imaging of Intracellular Pathogenic E. coli
1. 目的:
この研究の目的は、膀胱上皮細胞内に感染した尿路感染症（UTI）の原因菌である腸管出血性大腸菌（UPEC）を標的とする新しい分子プローブ「BactVue」の開発とその性能評価です。このプローブは、感染した細胞内でUPECを特異的に標識し、その位置を可視化することで、UTIの診断と治療の向上を目指しています。
2. 使用したデータや情報:
この研究では、BactVueプローブが人間の膀胱上皮細胞内のUPECを標識できるかを評価するために、in vitro（試験管内での実験）およびin vivo（生体内での実験）の蛍光イメージング研究が行われました。具体的には、BactVueが感染細胞を貫通してUPECに結合し、蛍光シグナルを発する能力をマウスモデルを用いて確認しました。
3. 新規性と解決できた問題:
BactVueは、その構造において、修正された亜鉛(II)-2,2’-dipicolylamine複合体（Zn-Oxy-DPA）を細菌標的単位とし、親水性でほぼ中性の電荷を持つ近赤外シアニン蛍光体を結合させた点が特徴です。このプローブは、細胞膜を透過し、細胞内のUPECに選択的に結合する能力を持っているため、UTIの活動的な感染部位を可視化することが可能であり、従来の診断法や治療法では難しかった細胞内感染の詳細な位置特定と治療のターゲット化が可能になります。
4. 未解決問題:
今後の課題としては、BactVueと同様の構造を持つ他のイメージングモダリティ用のプローブの開発や、Zn-Oxy-DPA単位を利用した新たな治疗法の設計が挙げられます。また、BactVueの安全性や有効性をさらに詳細に評価するための臨床試験の実施も必要です。
title:
Fluorescent Molecular Probe for In Vivo Targeting and Live Cell Imaging of Intracellular Pathogenic E. coli
author:
Jeremiah, Gassensmith, Shailendra , Koirala, Yalini H. , Wijesundara, Dong-Hao, Li, Jashkaran , Gadhvi, Ryanne N., Ehrman, Samuel , Cornelius, Miguel A. , Gaspar, Thien-Quang N. , Nguyen, Orikeda , Trashi, Ikeda, Trashi, Sneha , Kumari, Laurel M., Hagge, Thomas S. , Howlett, Bradley D. , Smith, Nicole J. , De Nisco
date:
2024-09-23
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-h3p4f?rft_dat=source%3Ddrss

Single-molecule detection of oligonucleotides using the fluorescent nucleobase analogue ABN
1. 与えられた論文の目的:
この研究は、複合DNAオリゴヌクレオチド中での蛍光ピリミジン類似体ABNの特性を調査することを目的としています。具体的には、アンサンブル測定、時間分解蛍光、および単一分子全内反射蛍光(smTIRF)顕微鏡を使用して、ABNの蛍光特性とそのDNA中での挙動を解析しています。
2. 使用されたデータや情報:
研究では、ABNの吸収係数と蛍光量子収率を測定し、その蛍光特性を評価しています。また、時間分解蛍光を用いて、ABNの異なるタウトメリック形態の蛍光寿命と発光強度の寄与を解析しています。さらに、smTIRF顕微鏡を使用して、単一分子レベルでのABNの蛍光特性と安定性を観察しています。
3. 新規性と解決した問題:
ABNは、その高い輝度と比較的長い吸収・発光波長により、蛍光ヌクレオベース類似体(FBAs)の中でユニークな位置を占めています。特に、ABNを使用した単一分子蛍光研究は、従来のsmTIRF設定のみで行うことができるため、オリゴヌクレオチドの動態を解析する新たな手段を提供します。この研究により、ABNがDNAとどのように相互作用するか、そしてその蛍光特性がどのように変化するかを明らかにしました。
4. 未解決の問題:
ABNのさらなる応用可能性とその限界についての詳細な研究が必要です。例えば、異なる生物学的環境下でのABNの安定性や、他のヌクレオベースとの相互作用の詳細な解析が挙げられます。また、ABNを用いた長時間の観察や、より複雑な生物学的システムでの利用可能性に関する研究も今後の課題として残されています。
title:
Single-molecule detection of oligonucleotides using the fluorescent nucleobase analogue ABN
author:
Byron, Purse, George, Samaan, Andres, Jimenez Salinas, Alexandra, Bailie, Julian, Grim, Julian, Cizmic, Anita, Jones, Young Kwang, Lee
date:
2024-09-23
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-7b24p?rft_dat=source%3Ddrss

New generation modified azole antifungals against multidrug-resistant Candida auris
1. 目的:
この研究の主な目的は、抗真菌薬耐性の増加と限られた抗真菌薬の選択肢に対処するため、新しい薬剤クラスを開発することです。特に、治療オプションが少なくなっている重要な公衆衛生上の問題であるCandida aurisに対する効果的な治療法を見つけることが緊急の課題とされています。
2. 使用されたデータや情報:
研究では、アゾール核骨格に環状ヘテロアリフィックリンカーを結合させた芳香族およびヘテロ芳香族リングを持つ化合物を用いました。これらの化合物の活性を評価するために、Candida aurisのパネルに対してMIC（最小抑制濃度）が0.016から4 µg/mLの範囲であることが確認され、アゾール耐性株を含む試験も行われました。さらに、C. albicans, N. glabrata, C. tropicalis, C. parasliosisなどの公衆衛生上重要なCandida種に対しても優れた活性を示しました。
3. 新規性と解決できた問題:
この研究は、アゾール抗真菌薬に対する耐性が増加しているCandida aurisに対して、新しい化学構造のスキャフォールドを提供しました。特に、化合物7、18、21は、fluconazoleやvoriconazoleよりも優れた効力を示し、C. aurisおよび多様なCandida株に対して有望なリード候補として特定されました。これにより、Candida aurisに対する新世代のアゾール抗真菌薬の開発が進む可能性があります。
4. 未解決の問題:
今後の研究では、これらの化合物の臨床試験における安全性と有効性をさらに評価する必要があります。また、Candida auris以外の他の耐性真菌種に対するこれらの化合物の効果も検証する必要があります。さらに、耐性機構の詳細な解析や、治療効果を向上させるための化合物の改良も重要な課題です。
title:
New generation modified azole antifungals against multidrug-resistant Candida auris
author:
Khondaker Miraz, Rahman, Yiyuan, Chen, Kazi, Nahar, Md Mahbub, Hasan, Yunxiao, Li, Melanie, Clifford, J. Mark, Sutton, Charlotte, Hind
date:
2024-09-23
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-r0fzq?rft_dat=source%3Ddrss

Efficient Constitution of a Library of Rotenoid Analogs Active against Trypanosoma cruzi from a Digitalized Plant Extract Collection
1. 与えられた論文は、何を目的としていますか？:
この研究の主な目的は、自然抽出物から生物活性化合物を特定し、それらの化合物の構造類似体のライブラリーを作成して、体外での生物活性試験を行うことです。さらに、メタボロミクスの最新のワークフローを用いて、これらの抽出物の詳細な特性評価を行い、自然抽出物ライブラリーを迅速にアクセス可能な純粋な自然産物の貯蔵庫として考慮する可能性を示すことも目的としています。
2. 与えられた論文では、どのようなデータや情報を用いましたか？:
この研究では、新たに取得したデジタル化された実験データと情報、および以前に報告された知識を統合するために、実験的自然産物知識グラフ(ENPKG)を使用しました。また、特定の化学クラスの化合物の出現と生物活性結果を比較することによって、抽出物レベルでの潜在的な生物活性化合物を強調しました。さらに、41種の化合物の単離、特性評価、および生物学的評価を行い、その中には11種のロテノイドと初めて報告された7種の化合物が含まれています。
3. 与えられた論文の新規性や、解決できた問題は何ですか？:
この研究の新規性は、ENPKGを用いてメタボロミクスデータセットを意味的に豊かにし、整列させるサンプル中心のアプローチを開発した点にあります。これにより、自然抽出物からの生物活性化合物の迅速な同定と特性評価が可能となり、自然産物の研究と薬物発見の加速に寄与しています。また、新たに11種のロテノイドと7種の化合物を同定し、その生物活性を評価することで、特定の病原体に対する有効な治療候補の発見に貢献しました。
4. 将来取り組むべき未解決問題として、何が残されていますか？:
将来的には、さらに多くの自然抽出物からの生物活性化合物の同定と特性評価を行う必要があります。また、ENPKGをさらに発展させ、より多くの実験データと知識を統合することで、より広範な化合物の生物活性の予測と評価が可能となるようにすることも重要です。これにより、自然産物の研究のさらなる進展と、新しい薬物候補の発見が加速されることが期待されます。
title:
Efficient Constitution of a Library of Rotenoid Analogs Active against Trypanosoma cruzi from a Digitalized Plant Extract Collection
author:
Arnaud, Gaudry, Laurence, Marcourt, Marcel, Kaiser, Julien, Flückiger, Bruno, David, Antonio, Grondin, Jean-Robert, Ioset, Pascal, Mäser, Emerson, Ferreira Queiroz, Pierre-Marie, Allard, Jean-Luc, Wolfender
date:
2024-09-23
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-nfsqn-v2?rft_dat=source%3Ddrss

Catalytic function of zinc finger proteins against amyloid- amyloidogenesis
1. 与えられた論文の目的:
この研究の主な目的は、ジンクフィンガー（ZF）タンパク質がアルツハイマー病を引き起こす主要因であるアミロイドベータ（Abeta）の凝集と細胞毒性にどのように影響を与えるかを明らかにすることです。具体的には、ZFタンパク質PARIS(ZF2–4)がAbetaと直接結合し、その凝集と細胞毒性の再プロファイリングを触媒する機能を評価し、それによってアルツハイマー病の病理に対する新たな治療手段を提案することを目指しています。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、PARIS(ZF2–4)とAbetaとの間の直接的な結合の証明、Abetaの凝集形態の変化、細胞膜との相互作用の減少、毒性オリゴマーおよびフィブリルの形成阻害に関するデータが使用されました。また、PARIS(ZF2–4)の機能に不可欠な構造モチーフを特定するために、配列ベースの反応性とメカニズム分析が行われ、フラグメントおよびバリアントが利用されました。
3. 新規性および解決された問題:
この研究の新規性は、ZFタンパク質がAbetaのアミロイド生成を調節する役割を明らかにした点にあります。特に、PARIS(ZF2–4)がAbetaと結合し、そのアミロイド形成を非結晶性の凝集へと導くことで、細胞膜との相互作用を減少させ、毒性オリゴマーとフィブリルの形成を防ぐという具体的なメカニズムを解明しました。これにより、アルツハイマー病の細胞毒性を軽減する新たな治療の可能性が示されました。
4. 未解決の問題:
今後の課題としては、PARIS(ZF2–4)以外の他のZFタンパク質がAbetaの凝集と細胞毒性にどのように影響を与えるかを明らかにすること、さらにはこの研究で得られた知見を基にした具体的な治療薬の開発が挙げられます。また、ZFタンパク質とAbetaの相互作用の詳細な構造的基盤の解明も重要な未解決問題です。
title:
Catalytic function of zinc finger proteins against amyloid- amyloidogenesis
author:
Mi Hee, Lim, Seongmin, Park, Yunha , Hwang, Yuxi , Lin, Eunju , Nam, Jiyeon, Han, Jimin, Kwak, Hyun Goo , Kang, Jiyong , Park, Young-Ho , Lee, Seung Jae , Lee
date:
2024-09-23
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-5058f?rft_dat=source%3Ddrss

Protocols for metallo- and serine-β-lactamase free energy predictions: insights from cross-class inhibitors
1. 目的:
この論文の目的は、金属タンパク質、特にリガンドが金属サイトに直接配位する金属タンパク質の設定とシミュレーションをサポートしていないオープンソースツールの課題に対処することであり、相対的な結合自由エネルギー（RBFE）計算の方法の評価を行い、特にKPC-2（セリン-β-ラクタマーゼ）とVIM-2（二つの活性部位亜鉛イオンを持つ金属-β-ラクタマーゼ）のための金属パラメータ設定のパフォーマンスを評価することです。
2. 使用データ・情報:
この研究では、KPC-2の結合自由エネルギー推定とVIM-2に対するRBFE計算のベンチマークとして、既知のリン酸基ベースの阻害剤が使用されました。これらの阻害剤は、SBLとMBLの両方に対する既知のクロスクラス親和性を示しています。また、リガンド-亜鉛相互作用をモデル化するための二つの異なるアプローチがテストされました。一つ目は、FF14SB亜鉛パラメータと亜鉛とその配位残基間の調和制約を組み合わせた制約ベースのアプローチ、二つ目は亜鉛金属タンパク質用のアップグレードされたAmber力場（UAFF）を使用し、亜鉛配位残基の部分電荷と非結合項を調整するアプローチです。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、金属タンパク質にリガンドが配位する場合のモデリングにおける二つの異なるアプローチを評価し、特にVIM-2におけるUAFFアプローチが相関を改善したことを示した点にあります。また、KPC-2における結合自由エネルギーの推定が文献の精度の範囲内であることを確認したことも重要な成果です。
4. 未解決問題:
今後の課題としては、金属パラメータモデルの使いやすさ、配位部位のモデリング、そしてその結果としての精度の向上が挙げられます。シンプルな金属パラメータモデルがある程度の予測自由エネルギー推定を提供できるものの、金属タンパク質-リガンドシステムに対するより正確な予測には改善の余地が残されています。
title:
Protocols for metallo- and serine-β-lactamase free energy predictions: insights from cross-class inhibitors
author:
Jonna Jasmin, Güven, Papu, Kalita, Marko, Hanževački, Adrian, Mulholland, Antonia, Mey
date:
2024-09-23
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-9ksxr?rft_dat=source%3Ddrss

Small Molecule Delivery in Living Cells by Gated Hydrolysis of Phosphinate Ester Dyes: Application to Acute Myeloid Leukemia
1. 目的:
本研究の目的は、小分子貨物を標的細胞に選択的に配送し、同時に光学的モニタリングを行うことができる治療診断用蛍光プラットフォームの開発です。これにより、従来の細胞毒性化学療法に比べて非標的効果を大幅に減少させることが期待されます。
2. 使用されたデータや情報:
本研究では、ネブラスカレッド（NR）染料に含まれるホスフィナートエステルを用いて、体内外での小分子貨物の配送能力を示す初の直接的証拠を提供しました。また、急性骨髄性白血病（AML）のマーカーである次亜塩素酸（HOCl）に反応するNR-HOCl-TFMUを開発し、この分子がHOClに反応してホスフィナートエステルの加水分解を引き起こし、近赤外線（NIR）と青色（貨物）の蛍光信号を生成することが確認されました。
3. 新規性と解決された問題:
この研究の新規性は、蛍光レポーター、反応性リンカー、ターゲティングリガンドを一つの分子、すなわちホスフィナートエステル染料に統合することにより、設計が複雑になることなく小分子貨物の選択的配送が可能になった点です。また、HOClにゲートされた方法でAML細胞に小分子貨物を選択的に配送する能力を示すことができました。
4. 未解決の問題:
長期的には、AML細胞をターゲットとしたHOClにゲートされた細胞毒素配送システムの開発を目指しています。さらに、病気に関連する小分子分析物や酵素活性をターゲットとした治療診断エージェントの開発において、このアプローチが一般化可能な戦略を提供する可能性がありますが、これらの技術のさらなる最適化や、他の病気モデルへの応用に関しては解決すべき課題が残されています。
title:
Small Molecule Delivery in Living Cells by Gated Hydrolysis of Phosphinate Ester Dyes: Application to Acute Myeloid Leukemia
author:
Cliff, Stains, Yuan, Fang, Xinqi, Zhou, Lauren, Lesiak, Yuchen, He, Frederik, Brøndsted
date:
2024-09-23
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-vqqvt?rft_dat=source%3Ddrss

Mycobacterium tuberculosis Mce3R TetR-like Repressor Forms an Asymmetric Four-Helix Bundle and Binds a Non-Palindrome Sequence
1. 目的:
本研究は、結核の原因菌であるMycobacterium tuberculosis（Mtb）がヒトの宿主環境に適応するために重要なTetRファミリー抑制因子（TFRs）の一つ、Mce3Rの構造と機能に焦点を当てています。Mce3Rが制御する遺伝子がコレステロール代謝、活性酸素種に対する抵抗性、リピド輸送活動、および6-アザステロイド誘導体の細胞活性に関与しているため、これらの遺伝子の制御メカニズムを解明することが目的です。
2. 使用したデータや情報:
この研究では、MEMEモチーフ分析を用いてmce3Rの直系同系遺伝子間の非回文領域を比較し、候補となるDNA結合モチーフを同定しました。さらに、電気泳動シフトアッセイ（EMSA）を使用してMce3Rが123 bpの配列に結合することを確認し、その配列内に予測されたモチーフが含まれていることを示しました。また、スクランブルDNAや異なる長さのDNAオリゴヌクレオチドを使用して、オペレーター領域が2つのMce3R結合サイトから構成されることを明らかにしました。
3. 新規性や解決した問題:
本研究では、Mce3RがそのDNAオペレーターに結合する際の独特な非対称アセンブリを初めて明らかにしました。これにより、Mce3RのDNA結合構造が明らかになり、特定のアミノ酸がDNA結合において重要であることが確認されました（例：Arg53のアラニンへの変異によりDNA結合が阻害される）。これは、Mtbが宿主内で生存し続けるための分子メカニズムを理解する上で重要な情報を提供します。
4. 未解決問題:
今後の課題としては、Mce3Rが制御する他の遺伝子群の詳細な機能解析や、Mce3Rと相互作用する他のタンパク質や因子の同定が挙げられます。また、Mce3Rの異なる結合サイト間での結合親和性の違いについてのさらなる研究や、Mce3Rの調節機構のさらなる解明も重要です。
title:
Mycobacterium tuberculosis Mce3R TetR-like Repressor Forms an Asymmetric Four-Helix Bundle and Binds a Non-Palindrome Sequence
author:
Navanjalee T., Panagoda, Gábor , Balázsi, Nicole S., Sampson
date:
2024-09-23
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-rk8q2-v2?rft_dat=source%3Ddrss

Assigning the Stereochemistry of Natural Products by Machine Learning
1. 与えられた論文は、何を目的としていますか？:
与えられた論文は、自然産物（NPs）の立体化学を自動的に割り当てることができるかどうかを探求することを目的としています。具体的には、機械学習モデルを使用して、自然産物の立体化学を割り当てる能力を開発し、評価することです。
2. 与えられた論文では、どのようなデータや情報を用いましたか？:
この研究では、オープンアクセスの自然産物データベースであるCOCONUTを使用しました。このデータベースから得られた情報をもとに、自然産物の構造を絶対SMILES形式で入力し、立体化学情報を含む異性体SMILES表記に翻訳するトランスフォーマーモデル「NPstereo」を訓練しました。
3. 与えられた論文の新規性や、解決できた問題は何ですか？:
この研究の新規性は、自然産物の立体化学を自動的に割り当てるための機械学習モデル「NPstereo」の開発にあります。このモデルは85%以上の全体的な精度と、各ステレオセンターにおいて95%以上の精度で、アルカロイド、ポリケチド、リピド、テルペンなど様々な自然産物クラスの立体化学を割り当てることができました。これにより、新たに発見された自然産物の立体化学を割り当てたり、訂正するのに役立つ可能性があります。
4. 将来取り組むべき未解決問題として、何が残されていますか？:
将来的には、さらに多くの自然産物クラスにモデルを適用し、その精度を向上させること、また、新たな自然産物の発見時における立体化学の自動割り当ての実用化を進めることが挑戦として残されています。また、異なる化学構造に対するモデルの適応性や汎用性を高めるための研究も必要です。
title:
Assigning the Stereochemistry of Natural Products by Machine Learning
author:
Jean-Louis, Reymond, Markus, Orsi
date:
2024-09-23
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-zz9pw?rft_dat=source%3Ddrss

Expanded ensemble predictions of toluene--water partition coefficients in the SAMPL9 LogP challenge
1. 与えられた論文の目的:
この研究の主な目的は、水と非極性溶媒（特にトルエン）間の分配係数（logP）を予測するための分子シミュレーションに基づく絶対自由エネルギー手法の精度を評価することです。これは、薬物の脂溶性や膜透過性を予測するための重要な指標であり、薬物の生物学的利用可能性を示す指標として用いられます。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、OpenFF 2.0.0力場を使用し、拡張アンサンブル（EE）法を用いて自由エネルギーを推定しました。EE法は、Wang-Landauフラットヒストグラムサンプリングを使用して、各溶媒でのカップリング解除の自由エネルギーを推定し、複数の分散コンピューティングクライアントによる効率的な並列化を可能にします。また、各カップリング解除における錬金術的中間体のスケジュールの最適化ステップも含まれています。
3. 新規性と解決できた問題:
この研究の新規性は、特にトルエンと水の間のlogPを予測するために、分子シミュレーションに基づく手法を用いた点にあります。既存の計算予測器はオクタノールと水のlogPには非常に正確ですが、トルエンのような他の非極性溶媒に対してはそうではないため、この研究は新たな洞察を提供します。また、RMSD 2.26 kcal/mol、$R^2$ 0.80という結果は、この手法が薬物のlogPを正確に予測できることを示しています。
4. 未解決問題:
研究では外れ値の検討が行われ、力場パラメーターの改善がさらなる精度向上に寄与する可能性が示唆されました。これは、将来の研究で取り組むべき問題であり、より正確な予測を実現するために力場パラメーターの最適化が必要です。
title:
Expanded ensemble predictions of toluene--water partition coefficients in the SAMPL9 LogP challenge
author:
Vincent, Voelz, Steven, Goold, Robert M., Raddi
date:
2024-09-21
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-rfkkp?rft_dat=source%3Ddrss

The green synthesis of Zinc Oxide nanoparticles utilizing Camellia Sinensis var. Assamica found in commercial tea dust, and their broad spectrum antibacterial activity
1. 目的:
この研究の主な目的は、バイオ合成された酸化亜鉛（ZnO）ナノ流体の抗菌活性を、三種類のグラム陽性菌（エンテロコッカス・フェカリス、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌、サフロコッカス・サプロフィティカス）および二種類のグラム陰性菌（大腸菌、緑膿菌）に対して調査することです。
2. 使用したデータや情報:
この研究では、「リプトン® ブラックティーデカフェ」のティーバッグから得られたティーダストと蒸留水を使用して抽出液を作成し、酢酸亜鉛と水酸化ナトリウムを前駆体としてZnOナノ粒子を合成しました。合成されたZnOナノ粒子は、緑の方法を用いてティー抽出物を還元剤として使用し、EDX、TEM、UV-VIS分光法により特徴付けられ、40〜60 nmの粒子が見られ、中には18 nmまで小さい粒子もありました。ナノ粒子は不規則なスポンジ状の形状を示し、380 nmで最大吸収を示しました。
3. 新規性と解決できた問題:
この研究の新規性は、緑の合成法を用いてZnOナノ粒子を合成し、抗菌活性を示すことにあります。特に、天然の抽出物を使用してナノ粒子を合成することは、環境に優しい選択肢を提供します。解決された問題は、合成化学物質に依存せずに効果的な抗菌材料を提供することです。
4. 未解決問題:
未解決の問題としては、ZnOナノ流体の抗菌性能が標準的な抗生物質（シプロフロキサシン、メロペネム、バンコマイシンなど）よりもわずかに低いことが挙げられます。このため、ナノ粒子の抗菌効果をさらに向上させる方法や、他の天然物質を用いたナノ粒子の合成方法の開発が必要です。
title:
The green synthesis of Zinc Oxide nanoparticles utilizing Camellia Sinensis var. Assamica found in commercial tea dust, and their broad spectrum antibacterial activity
author:
Ronith, Lahoti, Dusty, Carroll
date:
2024-09-20
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-7c8kt?rft_dat=source%3Ddrss

A practical in silico method for predicting compound brain concentration-time profiles: combination of PK modeling and machine learning
1. 目的:
論文として与えられた研究の主な目的は、中枢神経系（CNS）の薬物の薬物動態／薬理動態を理解するために、脳内の薬物濃度時間プロファイルを予測する新しいin silico予測方法を開発することです。この方法は、実験的なデータを大量に必要とせず、モデリングとシミュレーション（M&S）と機械学習（ML）を組み合わせたものです。
2. 使用データ:
この研究では、103種類の化合物に関するマウスの血漿と脳の時間実験値を使用しました。これらのデータを用いて、各化合物の脳動態パラメータを決定し、ハイブリッドモデルの構築に利用しました。さらに、化学構造記述子を説明変数として、率定数を目的変数とする機械学習モデルを構築しました。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、実験的なデータを大量に必要とせずに脳内の薬物濃度時間プロファイルを予測できる点にあります。特に、ハイブリッドモデルと機械学習を組み合わせることで、脳内での薬物の動態をより正確に予測できるようになりました。この方法は、薬物が脳にどのように分布しているかを理解する上で非常に有効であり、CNS薬物の開発を加速させる可能性があります。
4. 未解決問題:
将来的には、さらに多くの化合物や異なる種類の生物モデルに対してこの予測モデルの適用性を検証する必要があります。また、モデルの精度をさらに向上させるために、より詳細な化学構造記述子や新しい機械学習アルゴリズムの開発が求められます。さらに、薬物の脳内動態に影響を与える可能性のある他の生物学的要因をモデルに組み込むことも、今後の課題として考えられます。
title:
A practical in silico method for predicting compound brain concentration-time profiles: combination of PK modeling and machine learning
author:
Koichi, Handa, Daichi, Fujita, Mariko, Hirano, Saki, Yoshimura, Michiharu, Kageyama, Takeshi, Iijima
date:
2024-09-20
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-m3r7b-v2?rft_dat=source%3Ddrss

Computational improvement of volatile hits to mosquito ORCO odor co-receptors
1. 目的:
この研究は、ハエ科の昆虫であるアノフェレス属の嗅覚ニューロンに存在するORCO臭い共受容体をターゲットとして、新しい蚊用揮発性忌避剤や繁殖抑制剤の候補となるリガンドを開発することを目的としています。ORCOは特定の化学物質を検出するために個々の嗅覚受容体（OR）と複合体を形成する必要があり、この複合体がメス蚊に適切な交尾相手の発見や人間の血液、卵の発育に必要な湿地の探索を可能にします。
2. 使用データ・情報:
この研究では、以前に報告されたORCOのリガンドから派生した新しいリガンドを進化的ドッキングを用いて選択し、ORCOの単量体の空洞に適合するものを見つけ出しました。これらのリガンドは低毒性、低マイクロモル親和性、高い揮発性を持つと予測されています。さらに、これらのリガンドは以前のヒットと同様のORCO α-ヘリックスにドッキングされるが、約10〜100倍高いドッキング親和性を示しました。
3. 新規性と解決された問題:
この研究の新規性は、進化的ドッキングを用いて、ORCOの単量体の空洞に適合し、高い揮発性を持つ新しいリガンドを派生させた点にあります。これにより、より効果的で特異的な蚊の忌避剤や繁殖抑制剤の開発が可能になると期待されます。また、以前のヒットよりも大幅に高いドッキング親和性を持つリガンドを同定することができたことも、大きな進歩です。
4. 未解決問題:
今後の課題としては、これらのトップ候補リガンドの実験的検証を行い、実際の忌避効果や繁殖抑制効果を評価する必要があります。また、これらのリガンドが蚊の行動に与える影響を詳細に調べることで、より効果的な忌避剤や繁殖抑制剤の開発につながる可能性があります。
title:
Computational improvement of volatile hits to mosquito ORCO odor co-receptors
author:
julio, coll
date:
2024-09-20
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-m6fhj?rft_dat=source%3Ddrss

Graph Transformer Foundation Model for modeling ADMET properties
1. 目的:
この研究は、薬物発見の初期段階における重要なタスクであるADMET（吸収、分布、代謝、排泄、毒性）プロパティの予測に基盤モデルを適用する可能性を探ることを目的としています。具体的には、グラフニューラルネットワーク（GNN）とトランスフォーマーアーキテクチャを組み合わせたGraph Transformer Foundation Model（GTFM）を提示し、分子グラフから有用な表現を抽出するためのモデルを構築しています。
2. 使用データ・情報:
この研究では、大規模なラベルなしデータセットから自己教師あり学習（SSL）を用いて、マスクされたノードやエッジを予測することで有用な表現を抽出しています。また、分子グラフから堅牢で予測可能な特徴を学習するJoint Embedding Predictive Architecture（JEPA）も使用しています。
3. 新規性と解決した問題:
GTFMは、従来の機械学習モデルと比較してADMETプロパティ予測において、19の分類タスク中8つ、9の回帰タスク中5つで優れた性能を示し、残りのタスクでも比較可能な結果を得ました。これにより、特にJEPAを使用した場合のGTFMの有効性が示され、基盤モデルがADMETモデリングにおいて有望なアプローチであることが示されました。
4. 未解決問題:
GTFMは多くのタスクで優れた結果を示しましたが、全てのADMETプロパティ予測タスクで最高の性能を達成しているわけではありません。今後は、残りのタスクでの性能向上を図ること、さらには他の薬物発見関連のタスクへの適用拡大を目指すことが挑戦として残されています。
title:
Graph Transformer Foundation Model for modeling ADMET properties
author:
Arkadii, Lin, Mikolaj, Mizera, Eugene, Babin, Yury, Kashkur, Tatiana, Sitnik, Ien An, Chan, Arsen, Yedige, Maksim, Vendin, Shamkhal, Baybekov, Vladimir, Aladinskiy
date:
2024-09-20
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-vcppg?rft_dat=source%3Ddrss

In vitro antischistosomal activity of 2-aroyl-benzofuran derivatives against Schistosoma mansoni
1. 与えられた論文の目的:
この研究の主な目的は、α-ブロモアセトンとオルト-ヒドロキシベンズアルデヒドまたはオルト-ヒドロキシアセトフェノンとの縮合により合成された5つの2-アロイルベンゾフランの合成と、成人シストソーマ・マンソニ虫に対する体外での抗シストソーマ効果の評価です。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、合成された5つの2-アロイルベンゾフランを用いて、成人シストソーマ・マンソニ虫に対する効果を評価しました。特に、200 µg/mL の濃度でこれらの化合物が虫の運動活動に与える影響を72時間の治療後に観察しました。また、化合物1は24時間の培養後に67%の虫の運動活動を減少させることが観察されました。
3. 論文の新規性や解決できた問題:
この研究の新規性は、2-アロイルベンゾフランの化合物がシストソーマ・マンソニ虫の運動活動を減少させる可能性を示したことにあります。特に、化合物1が顕著な活性を示したことは、シストソーマ症治療薬の開発において重要な進歩です。また、リングAにおける置換基の性質とC6におけるメチル基が運動活動の減少に重要な役割を果たしていることが明らかにされました。
4. 未解決問題:
今後の課題としては、他の2-アロイルベンゾフラン化合物の合成とそれらの抗シストソーマ活性のさらなる評価が必要です。また、化合物の運動活動減少効果のメカニズムの解明や、他の生物学的ターゲットに対する効果の調査も重要です。さらに、in vivoでの効果や安全性の評価も行う必要があります。
title:
In vitro antischistosomal activity of 2-aroyl-benzofuran derivatives against Schistosoma mansoni
author:
Antônio, Crotti, Tatiana, Vieira, Herbert, Dias, Daiane, Santos, Lizandra, Magalhães
date:
2024-09-20
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-dt9wv?rft_dat=source%3Ddrss

Phase Separation and Passive Diffusion of Perfluorooctane Sulfonic Acid (PFOS) in Multilamellar and
Unilamellar Vesicles
1. 与えられた論文の目的:
この研究の主な目的は、環境ハザードとして知られるPFAS（特にPFOS）が細胞膜、特にモデル細胞膜であるDPPCとどのように相互作用するかを調査することです。PFOSがDPPCを構成する多層性リポソーム（MLVs）および大型一層リポソーム（LUVs）にどのように取り込まれるか、またその動態を詳細に理解することを目指しています。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、DPPCとPFOSのモル比を変化させた際のMLVsとLUVsの相互作用を調査するために、ナノ微分走査熱量計（DSC）を用いて相転移温度（Tm）を測定し、動的光散乱（DLS）または光学顕微鏡を使用してリポソームのサイズを測定しました。また、PFOSの濃度が高いときには、DPPCとPFOSの相分離が観察され、これがPFOSリッチとPFOSプアのドメイン形成につながることが確認されました。
3. 新規性や解決できた問題:
この研究の新規性は、PFOSがDPPCリポソームにどのように取り込まれ、分布するかを詳細に調査し、PFOSの細胞膜への透過機構を明らかにした点にあります。特に、PFOSが外側のリーフレットから内側のビラヤーへと進行的に浸透する様子を時間経過とともに追跡し、PFOSの受動的拡散がTmを超える温度でより速く進行することを示しました。これにより、PFOSが細胞膜タンパク質と関連して膜を横断する以前の観察結果に対して、新たな洞察を提供しました。
4. 未解決問題:
将来の研究では、PFOS以外のPFAS化合物が細胞膜とどのように相互作用するかを調査すること、またPFOSが生体内でどのように振る舞うかの詳細なメカニズムをさらに探求することが必要です。さらに、PFOSが細胞膜の特定のタンパク質や他の生体分子とどのように相互作用するかを明らかにし、その毒性メカニズムを解明することも重要です。
title:
Phase Separation and Passive Diffusion of Perfluorooctane Sulfonic Acid (PFOS) in Multilamellar and
Unilamellar Vesicles
author:
Stephanie L., Wunder, Tutan Das, Aka, Thomas, Boller, Graham, Dobereiner
date:
2024-09-19
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-2pdt3?rft_dat=source%3Ddrss

A Near-Infrared-Absorbing Osmium(II) Complex as a Photosensitizer for Photodynamic Therapy inducing Immunogenic Cell Death
1. 与えられた論文の目的:
この研究の主な目的は、光線照射によって活性化されるオスミウム(II)ポリピリジル錯体を合成し、それらががん細胞に対してどのような生物学的活性を示すかを調査することです。特に、光ダイナミックセラピー（PDT）において有効な光感作剤（PS）として機能し、免疫原性細胞死（ICD）を誘導することで、がん治療における新たなアプローチの開発を目指しています。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、様々ながん細胞株を用いて、暗闇と光照射の両条件下でのオスミウム(II)ポリピリジル錯体の生物学的活性を評価しました。特に、Os2という化合物が1O2と•OHの光生成を通じて最も効果的な光感作剤であること、また、近赤外線（NIR）照射下での有望な毒性を示すことが発見されました。さらに、免疫分析を通じて、Os2処理されたCT26-luc細胞でワクチン接種されたマウスが、CD8+ T細胞の活性化やマクロファージの再プログラミングを含む適応免疫応答を強化したことが示されました。
3. 新規性や解決できた問題:
この研究の新規性は、オスミウムベースの光活性錯体がICDを誘導する最初の例であることにあります。これにより、がん細胞を自己のワクチンに変換する能力が示され、がん治療における新たな治療法の開発に寄与しています。また、Os2がType-IおよびType-IIのメカニズムの混合を通じて作用することが明らかになり、異なる環境（ノルモキシアとハイポキシア）下でも効果的であることが示されました。
4. 未解決の問題:
将来的には、Os2のような化合物の安全性プロファイルをさらに詳細に評価する必要があります。また、異なるタイプのがんや進行段階における効果の検証、さらには人間での臨床試験への応用可能性を探ることも重要です。光感作剤としてのさらなる最適化や、ICD応答をさらに強化するための戦略の開発も、今後の課題として挙げられます。
title:
A Near-Infrared-Absorbing Osmium(II) Complex as a Photosensitizer for Photodynamic Therapy inducing Immunogenic Cell Death
author:
Gilles, Gasser, Yiyi, Zhang, Pierre, Mesdom, Eduardo, Izquierdo-García, João, António, Bruno, Saubamea, Johanne, Seguin, Morgane , Moinard, Philippe, Arnoux, Céline, Frochot, Kevin, Cariou, Bich-Thuy, Doan
date:
2024-09-19
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-6dnl2?rft_dat=source%3Ddrss

Non-covalent spin labelling of TRPC5 ion channels enables EPR studies of protein-ligand interactions
1. 目的:
この研究の主な目的は、大きなシステインが豊富な膜タンパク質やその複合体に対して、共有結合を必要としない非共有結合型スピンラベリング手法を用いた電子常磁性共鳴(EPR)分光法の研究を可能にすることです。具体的には、人間のTRPC5イオンチャネルに対して、キサンチンベースのアミノキシルスピンプローブを開発し、これを利用したEPR実験を行うことで、リガンドの相互作用やリガンド間距離の評価を行うことが目的です。
2. 使用したデータや情報:
この研究では、新たに開発されたキサンチンベースのアミノキシルスピンプローブを使用して、人間のTRPC5イオンチャネルに非共有結合型スピンラベリングを行いました。その効果を評価するために、連続波EPR (CW EPR) と二重電子-電子共鳴 (DEER) 分光法を用いてリガンドの相互作用や距離を測定しました。さらに、高分解能の冷凍電子顕微鏡（cryoEM）を用いて、TRPC5とスピンプローブの複合体の構造を解析し、EPR実験の結果を補強しました。
3. 新規性や解決した問題:
この研究の新規性は、共有結合を必要としない非共有結合型スピンラベリング手法を用いて、システイン工学が困難な大きな膜タンパク質に対してEPR分光法を適用した点にあります。これにより、タンパク質の構造や機能の完全性を損なうことなく、リガンドの動態や相互作用を詳細に調べることが可能になりました。また、cryoEMとEPRのデータを組み合わせることで、スピンプローブとタンパク質の相互作用の詳細なメカニズムを明らかにすることができました。
4. 未解決問題:
今後の課題としては、この非共有結合型スピンラベリング手法を他のタンパク質や複合体に適用し、その汎用性と効果をさらに検証する必要があります。また、異なるタイプのイオンチャネルや他の膜タンパク質に対しても同様のアプローチを試み、より広範な生物学的プロセスの理解を深めることが挙げられます。さらに、スピンプローブの設計を最適化し、感度や特異性を向上させることも重要な課題です。
title:
Non-covalent spin labelling of TRPC5 ion channels enables EPR studies of protein-ligand interactions
author:
Robin S., Bon, Aidan V., Johnson, Sebastian Alin, Porav, Kasia L. R., Hammond, Anokhi, Shah, Joshua L., Wort, Yue, Ma, Hassane, El Mkami, Christopher M., Pask, Stephen P., Muench, Andrew J., Wilson, Christos, Pliotas
date:
2024-09-19
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-t3bp9?rft_dat=source%3Ddrss

Hybrid synthesis of AMFC-derived amides using supported gold nanoparticles and acyl-coenzyme A ligases
1. 与えられた論文は、何を目的としていますか？:
与えられた論文の目的は、持続可能な生物資源から得られる生物基盤製品を価値化するための合成手法を提案することです。具体的には、アルコールと生物由来の5-アミノメチル-2-フランカルボン酸（AMFC）を用いてアミドを製造する新しい方法を提示しています。
2. 与えられた論文では、どのようなデータや情報を用いましたか？:
この研究では、金属ナノ粒子を支持体とした金の異種触媒と、アシル-CoAリガーゼ（ACL）という酵素を組み合わせた触媒システムを用いています。この二つの触媒を活用することで、アルコールからAMFC由来のアミドへの変換を行い、最大65％の収率で反応を達成しています。
3. 与えられた論文の新規性や、解決できた問題は何ですか？:
この研究の新規性は、金属ナノ粒子と酵素を組み合わせたハイブリッド触媒システムを利用して、持続可能な生物資源を基にした化合物の合成を行う点にあります。従来の方法に比べて、より効率的かつ環境に優しい方法でアミド合成が可能となり、化学品の生産における持続可能性の向上に貢献しています。
4. 将来取り組むべき未解決問題として、何が残されていますか？:
今後の課題としては、反応の効率をさらに向上させるための触媒の最適化、さまざまな生物由来原料に対する適用範囲の拡大、プロセスのスケールアップや実用化に向けた研究が挙げられます。また、反応条件のさらなる簡略化や、副反応の抑制に関する研究も必要です。
title:
Hybrid synthesis of AMFC-derived amides using supported gold nanoparticles and acyl-coenzyme A ligases
author:
Lucas, Bisel, Aurélie, Fossey-Jouenne, Richard, Martin, Jonathan, Bassut, Antoine, Lancien, Louis, Mouterde, Vivien, Herrscher, Muriel, Billamboz, Carine, Vergne-Vaxelaire, Rénato, Froidevaux, Anne, Zaparucha, Egon, Heuson
date:
2024-09-19
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-2d7wr?rft_dat=source%3Ddrss

Structure-Based Optimization and Biological Evaluation of SARS-CoV-2 3CLpro Covalent Inhibitors
1. 与えられた論文の目的:
COVID-19を引き起こすSARS-CoV-2ウイルスの全世界的な流行を受けて、コロナウイルスに対する効果的な抗ウイルス薬の開発が急務とされています。この研究では、コロナウイルスの3-キモトリプシン様プロテアーゼ（3CLpro）を主要な標的として、その阻害剤の構造ベースの最適化に焦点を当てています。3CLproは、様々なコロナウイルスにおいて重要な役割を果たしているため、薬剤開発の主要なターゲットとされています。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、分子ドッキングと革新的な等温滴定熱量測定-運動競争（ITC-KC）アッセイから得られた共有結合パラメータを用いて、3CLproの共有結合阻害剤を最適化しました。これらのデータを基に、細胞ベースのアッセイで抗ウイルス活性を持つ強力な共有結合阻害剤のシリーズを最適化し、合成しました。
3. 新規性や解決できた問題:
本研究の新規性は、ITC-KCアッセイを用いて共有結合パラメータを測定し、これを基に3CLpro阻害剤の構造を最適化した点にあります。これにより、より効果的な抗ウイルス薬の開発が可能となり、COVID-19を含むコロナウイルス感染症の治療に貢献する可能性があります。
4. 未解決問題:
今後の課題としては、これらの阻害剤の臨床試験における効果の検証、さらなる安全性の評価、そして他のコロナウイルスに対する広範な抗ウイルス活性の検証が必要です。また、ウイルスの変異に対する阻害剤の有効性を維持するための研究も重要となります。
title:
Structure-Based Optimization and Biological Evaluation of SARS-CoV-2 3CLpro Covalent Inhibitors
author:
Nicolas, Moitessier, Guanyu, Wang, Julia, Stille, Richard, Boulon, Christopher, Hennecker, Xiaocong, Zhang, Nicole, Blaine, Steven, Laplante, Anthony, Mittermaier
date:
2024-09-18
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-091mt?rft_dat=source%3Ddrss

Chemical composition and antibacterial activity of the essential oil of Coreopsis lanceolata leaves
1. 与えられた論文の目的:
南東ブラジルで採取されたCoreopsis lanceolata（CL-EO）の葉から抽出された精油の抗菌活性を評価することです。特に、虫歯を引き起こすバクテリアに対する最小抑制濃度（MIC）値を用いて活性を評価しています。
2. 使用されたデータや情報:
CL-EOの精油に含まれる主要成分として、1,11-tridecadiene-3,5,7,9-tetrayne（48.9%）、β-bisabolene（22.8%）、germacrene D（9.2%）、globulol（4.6%）が同定されました。また、Streptococcus mutans、S. sanguinis、S. salivarus、S. sobrinus、Lactobacillus paracasei、Enterococcus faecalisに対するMIC値が1000 µg/mL、S. mitisに対するMIC値が500 µg/mLという具体的な抗菌活性データが用いられています。
3. 新規性や解決できた問題:
これは、C. lanceolataの葉から得られた精油の化学組成に関する初めての報告であり、特定のカリオゲニック（虫歯を引き起こす）バクテリアに対するその抗菌活性を明らかにしました。特に、S. mitisに対して強い活性を示すことが新しい発見です。
4. 未解決問題:
CL-EOの精油が他の種類のバクテリアに対してどのような影響を与えるのか、また、人体への安全性や効果についての詳細な研究が必要です。さらに、抗菌メカニズムの詳細な解明や、実際の臨床応用に向けた研究も求められます。
title:
Chemical composition and antibacterial activity of the essential oil of Coreopsis lanceolata leaves
author:
Antônio, Crotti, Richard, Lima, Ana Carla, Colli, Sara, Souza, Milton, Groppo, Carlos, Martins
date:
2024-09-18
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-dk7v6?rft_dat=source%3Ddrss

Nuclease-resistant photo-responsive synthetic “double-stranded DNAzyme”
1. 目的:
この研究の主な目的は、DNAナノテクノロジーを利用して、ヒト血清中のヌクレアーゼに対する抵抗性を持つ新しい階層的なDNAとグアニジウムを含むPt(II)複合体（Pt G）の組み立てを導入し、生物学的応用におけるDNA酵素の利用の可能性を拡張することです。また、このシステムは特定の酸化酵素のような機能を持ち、光刺激による活性化が可能であり、その機能と耐久性を詳細に理解することも目的としています。
2. 使用したデータや情報:
この研究では、DNAとPt Gを用いた超分子相互作用に基づく階層的組み立てを行い、その構造のヌクレアーゼに対する耐性を評価するためにヒト血清中での実験を行いました。また、このシステムが発する光誘導性シングレット酸素の生成能力とその酸化反応の特性を調査しました。これらのデータは、DNA酵素の耐久性と機能性を検証するために用いられました。
3. 新規性と解決できた問題:
この研究の新規性は、Pt GとDNAの階層的な組み立てにより、ヌクレアーゼに対する顕著な耐性を持つ超分子構造を創出した点にあります。これにより、生物学的環境でDNA酵素を用いる際の主要な課題である分解の問題を克服しました。さらに、光刺激に応答して特定の酸化反応を行う酸化酵素のような機能を持つ点も、従来のDNA酵素にはない重要な機能拡張です。
4. 未解決問題:
この研究で開発されたシステムは、特定の条件下でのみ機能する可能性があり、その応用範囲や条件をさらに広げる必要があります。また、階層的組み立てのプロセスの効率化や、さらなる機能性の向上、他の生物学的応用への展開可能性についても検討する必要があります。これらの課題に対処することで、DNAナノテクノロジーのさらなる応用展開が期待されます。
title:
Nuclease-resistant photo-responsive synthetic “double-stranded DNAzyme”
author:
Subinoy, Rana, Alisha, Kamra, Rohit, Kapila, Bhaskar, Sen
date:
2024-09-18
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-0167h?rft_dat=source%3Ddrss

Non-selective antagonists acting at a stable cell-cell interface have the potential to induce signaling
1. 与えられた論文の目的:
このモデルは、安定した細胞間界面の存在下での受容体Aと共受容体Bの共局在によるシグナリングについて説明しています。特に、受容体Aの非選択的拮抗剤が異なる細胞上の受容体Cにも親和性を持つ場合、シグナルの誘導及び抑制が起こる可能性が示されています。これにより、そのようなシステムで作用するエージェントの選択性を主張する際には、共受容体Bが不在の場合のシグナル測定による裏付けが必要であることが示唆されています。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、受容体占有理論に基づいたモデルを使用しています。また、非選択的拮抗剤が受容体Aだけでなく、異なる細胞の受容体Cにも結合することを示すデータが用いられています。これにより、シグナリングの誘導及び抑制のメカニズムが解析されています。
3. 新規性と解決された問題:
この研究の新規性は、受容体Aと共受容体Bの共局在がシグナリングに与える影響を詳細にモデル化し、非選択的拮抗剤が異なる受容体Cにも作用することでシグナルにどのような影響を及ぼすかを明らかにした点にあります。これにより、薬剤の選択性に関する新たな考察が可能となり、より効果的な薬剤設計への道が開かれました。
4. 未解決の問題:
今後の課題としては、非選択的拮抗剤が他の受容体に与える影響をさらに詳細に解析すること、また共受容体Bが機能しない状態でのシグナルの救済方法として、二機能性リガンド（双特異性抗体、抗体薬物複合体、二機能性小分子など）の開発とその効果の検証が挙げられます。これらの課題に取り組むことで、さらに詳細なメカニズムの解明と治療法の向上が期待されます。
title:
Non-selective antagonists acting at a stable cell-cell interface have the potential to induce signaling
author:
John, Proudfoot
date:
2024-09-18
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-9kfl4?rft_dat=source%3Ddrss

Equilibrium and Non-equilibrium Ensemble Methods for Accurate, Precise and Reproducible Absolute Binding Free Energy Calculations
1. 与えられた論文は、何を目的としていますか？:
与えられた論文の主な目的は、アンサンブルアルケミカルABFE（絶対結合自由エネルギー）法を用いて、219個のリガンド-タンパク質複合体に対して統計的に堅牢な結果を得ることです。この方法を用いることで、高精度（< 1 kcal/mol）でABFEを予測し、薬物発見におけるその日常的な応用を可能にすることが目的です。
2. 与えられた論文では、どのようなデータや情報を用いましたか？:
この研究では、219個のリガンド-タンパク質複合体という大規模なデータセットを用いています。これにより、ABFEの予測における異なる方法（平衡法と非平衡法）を比較し、それぞれの方法に対する体系的な批判的評価を提供しています。
3. 与えられた論文の新規性や、解決できた問題は何ですか？:
この研究の新規性は、大規模なデータセットにアンサンブルアルケミカルABFE法を適用し、高い精度でABFEを予測することにあります。これまでABFEの予測は難しいとされていましたが、この研究により、精度高く再現可能な予測が可能であることが示されました。また、平衡法が非平衡法に比べてより正確で、速く、計算コストが低く、より単純なプロトコルで済むという点も明らかにしました。
4. 将来取り組むべき未解決問題として、何が残されていますか？:
計算された自由エネルギーの分布が非正規であるという結果が得られており、その結果の意味するところや、それがABFE予測にどのように影響を与えるかについてのさらなる研究が必要です。また、何千ものABFE計算を数時間で実行できる最適なプロトコルを推奨していますが、このプロトコルのさらなる最適化や、さまざまなタイプのリガンドやタンパク質に対する適用性の検証も今後の課題です。
title:
Equilibrium and Non-equilibrium Ensemble Methods for Accurate, Precise and Reproducible Absolute Binding Free Energy Calculations
author:
Agastya Prakash, Bhati, Shunzhou, Wan, Peter V., Coveney
date:
2024-09-18
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-sslzp-v2?rft_dat=source%3Ddrss

Effect of minor differences in sequences of huntingtin peptides on their interactions with sucrose and trehalose: in silico investigation
1. 目的:
この研究の主な目的は、ハンチントン病と関連するタンパク質のアグリゲーション（凝集）を減少させる可能性があるかどうかを調査することです。具体的には、Httタンパク質からの2つのペプチドと水、スクロースまたはトレハロースとの混合物における挙動を古典的分子動力学（MD）シミュレーションを用いて調査しました。
2. 使用データ・情報:
この研究では、プロテインデータバンクに登録されている2つのペプチドの構造（2LD2と6N8C）を用いて、それぞれのペプチドのC末端とN末端の違いに着目しました。また、スクロースおよびトレハロースとの混合物におけるペプチドの二次構造の変化、ペプチド間の接触数（疎水接触と水素結合の合計）の減少、水素結合の数、およびシミュレーション混合物の動力学の遅延などのデータを分析しました。
3. 新規性と解決問題:
この研究の新規性は、ハンチントン病関連ペプチドと二糖類との相互作用を詳細に分析し、特定のペプチドと二糖類の組み合わせがペプチド間の水素結合を減少させることができることを明らかにした点にあります。特に、6N8Cペプチドでは二糖類が水素結合数を減少させる一方で、2LD2ペプチドでは逆に増加させるという異なる挙動を示しました。これは、ペプチドのアミノ酸配列の違いが重要であることを示唆しており、薬剤開発時にはC末端とN末端のアミノ酸残基を考慮する必要があることを強調しています。
4. 未解決問題:
将来的には、異なるペプチドや他の二糖類を用いたさらなる研究が必要です。また、実際の生物学的環境での二糖類の効果を検証するために、細胞レベルや動物モデルでの実験も重要になります。さらに、どのアミノ酸残基が二糖類との結合に最も寄与しているかをより詳細に理解することも、効果的な治療薬の開発には不可欠です。
title:
Effect of minor differences in sequences of huntingtin peptides on their interactions with sucrose and trehalose: in silico investigation
author:
Inna, Ermilova, Linnea, Ögren, Olivia, Borg, Maria, Weber, Elinor, Einarsson, Erik, Podda Grahn, Jan, Swenson
date:
2024-09-18
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-5dk2f?rft_dat=source%3Ddrss

Modelling the Detailed Conformational Effects of the Lactosylation of Hyaluronic Acid
1. 目的:
この研究の主な目的は、ヒアルロン酸（HA）の導入体であるラクトシル化HA誘導体の構造的特性とその機能性について詳細に分析することです。特に、薬物デリバリーシステムの設計や最適化において、HAのグラフト密度がどのように影響を与えるかを明らかにすることが目標です。
2. 使用データ・情報:
この研究では、複数の独立した分子動力学シミュレーションを用いて、ラクトシル化HA誘導体の構造、サイズ、二次構造、および水素結合ネットワークを評価しています。これにより、HAスキャフォールドに微妙ながらも重要な変化が生じることが示されています。
3. 新規性および解決問題:
この研究の新規性は、HAのグラフト化ポリマーの設計において、グラフト密度が持つ重要性を明らかにした点にあります。これまでのHA誘導体では、グラフトによる構造的変化の詳細が不明でしたが、本研究によりグラフト密度がHAの物理的および化学的特性に与える影響を定量的に評価することが可能となりました。
4. 未解決問題:
今後の課題としては、グラフト化HAポリマーの生体内での挙動や安全性に関する詳細な研究が必要です。また、異なるグラフト密度や異なるグラフト材料を用いたHA誘導体の開発とその機能性の比較も重要な研究テーマとなります。
title:
Modelling the Detailed Conformational Effects of the Lactosylation of Hyaluronic Acid
author:
Stefano, Elli, Tommaso, Sisto, Sofia, Nizzolo, Nadia, Freato, Laura, Bertocchi, Giulio, Bianchini, Edwin, Yates, Marco, Guerrini
date:
2024-09-17
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-bmsk4?rft_dat=source%3Ddrss

Automated database generation and electron density analysis for NOS bond identification
1. 与えられた論文は、何を目的としていますか？:
この研究の主な目的は、リシンとシステイン残基間に存在する窒素-酸素-硫黄（NOS）結合を、タンパク質構造内で自動的に識別するアルゴリズムを提案することです。NOS結合は細胞の酸化還元調節やシグナリングにおいて重要な化学的パターンを表していますが、これらの結合を自動的に識別することは現在も困難です。
2. 与えられた論文では、どのようなデータや情報を用いましたか？:
研究では二つのデータセットを使用しました。一つ目のデータセットは、手動検査によりNOS結合の候補と確認された構造を含んでいます。二つ目のコントロールセットでは、N-S距離が設定された閾値内にあるものの、NOS形成の証拠が存在しない構造が含まれています。
3. 与えられた論文の新規性や、解決できた問題は何ですか？:
この研究の新規性は、幾何学的スクリーニングと電子密度スクリーニングを統合したアルゴリズムを使用して、タンパク質構造内のNOS結合を検出する方法を提案した点にあります。また、Mid-pointアプローチと量子力学に基づくQM-pointアプローチの二つのアプローチを用いることで、それぞれの強みを活かしたNOS結合の検出が可能になりました。
4. 将来取り組むべき未解決問題として、何が残されていますか？:
将来的には、提案されたアルゴリズムの精度をさらに向上させるための研究が必要です。また、他の種類の化学結合やより複雑なタンパク質構造に対しても、このアルゴリズムを適用拡大することが考えられます。これにより、タンパク質構造の理解を深め、新たな生物学的洞察を得ることが期待されます。
title:
Automated database generation and electron density analysis for NOS bond identification
author:
Sophia, Bazzi, Maike, Mücke, Jin, Ye, Ricardo A., Mata
date:
2024-09-17
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-1ns4k?rft_dat=source%3Ddrss

Versatile algorithm for protein bond discovery: NOS linkages as a case study
1. 与えられた論文の目的:
この研究の主な目的は、タンパク質内の化学結合や相互作用を明らかにし、それらの理解を深めることです。これにより、薬剤設計やタンパク質工学などの応用分野での利用が期待されます。具体的には、機械学習を用いたアプローチを提案し、タンパク質内の特定の化学結合をホストする原子構造の特定と予測を可能にします。
2. 使用されたデータや情報:
研究では、86,000以上のタンパク質構造とそれらのX線検証レポートが分析されました。これにより、リシンとシステインの間の既知の共有結合だけでなく、リシン-システイン、グリシン-システイン、アルギニン-システインのペアにおける新たな窒素-酸素-硫黄（NOS）結合が発見されました。
3. 新規性と解決された問題:
この研究の新規性は、機械学習を活用してタンパク質内の化学結合を発見するシステマティックなフレームワークを提供した点にあります。これまでの研究では、そのような体系的な方法が欠けていたため、新たに69のNOS結合を発見することができました。これにより、タンパク質の化学的性質の理解が一層深まり、新たな機能的な洞察が得られることが期待されます。
4. 未解決の問題:
今後の課題としては、この方法をさらに他の種類の化学結合や相互作用に適用し、タンパク質構造内のさまざまな化学的接続を発見することが挙げられます。また、予測モデルの精度を向上させるためのアルゴリズムの改善や、より多様なタンパク質データセットを用いた検証も必要です。
title:
Versatile algorithm for protein bond discovery: NOS linkages as a case study
author:
Sophia, Bazzi, Sharareh, Sayyad
date:
2024-09-17
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-7rkpf?rft_dat=source%3Ddrss

Light-triggered stapling of biologically relevant DNA tetraplexes results in increased topological, thermodynamic, and metabolic stability.
1. 与えられた論文の目的:
この研究では、G-quadruplexes（G4s）とintercalated-motifs（IMs）という二次的な四重鎖DNA構造の安定性を向上させ、そのトポロジーを固定し、酵素抵抗性を高めることを目的としています。これらの構造は、非コーディング領域に豊富に存在し、潜在的な治療標的として認識されています。
2. 用いたデータや情報:
この研究では、Thrombin Binding Aptamer（TBA）モデルシステムの化学構造とトポロジーを分光学的に特徴付け、シリコ内で合理化しました。また、この手法を他のG4およびIMに傾向がある配列に拡張し、治療的論文でのこれらのステープル化された構造の潜在的な応用について示唆しました。
3. 新規性や解決できた問題:
この研究の新規性は、特定の光化学的方法を用いて、G4sやIMsの構造を「ステープル化」する技術を開発した点にあります。これにより、これらの構造の安定性が向上し、特定のトポロジーを保持し、生物学的活性を維持しながら酵素に対する抵抗性が強化されました。
4. 未解決問題:
この研究でまだ解決されていない問題としては、ステープル化された構造の生体内での長期的な安定性や効果、副作用の可能性、実際の治療への応用可能性などが挙げられます。これらの問題に対処するためには、さらなる生物学的および臨床的評価が必要です。
title:
Light-triggered stapling of biologically relevant DNA tetraplexes results in increased topological, thermodynamic, and metabolic stability.
author:
Annemieke, Madder, Jack, Barr, Enrico, Cadoni, Sofie , Schellinck, EMILIANO , LAUDADIO, Jose C, Martins
date:
2024-09-17
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-jv3hr?rft_dat=source%3Ddrss

Highly Efficient Red Multi-Resonant Thermally Activated Delayed Fluorescence Emitters as Bioimaging Reagents
1. 目的:
本論文は、高い発光量子収率(ΦPL)と優れた狭帯域発光を持つ多共鳴熱活性化遅延蛍光(MR-TADF)発光体を有機電界発光デバイスや高性能生物プローブに応用することを目的としています。特に、高色純度の出力が求められる赤色発光体の開発に焦点を当てています。
2. 使用データ・情報:
この研究では、DiKTaコアにdi([1,1’-biphenyl]-4-yl)amine (PhDPA) と bis(4-methoxyphenyl)amine (MeODPA) を装飾したオレンジ色と赤色のMR-TADF発光体、PhDPA-DiKTaとMeODPA-DiKTaを設計しました。これらの化合物はトルエン中で長波長で発光し、それぞれの発光ピークと発光量子収率、遅延蛍光の寿命などを測定しています。また、これらの発光体をアンフィフィリックなDSPE-PEG2kポリマーでカプセル化して水分散型ガラス状有機ドット(g-Odots)を作製し、その発光特性と生物学的イメージングへの応用を評価しています。
3. 新規性と解決した問題:
本研究の新規性は、MR-TADF発光体を用いて高色純度と高発光量子収率を持つガラス状有機ドット(g-Odots)を開発した点にあります。これにより、有機発光デバイスの効率向上と、生物学的なイメージングでの使用において、より鮮明な画像を得ることが可能となりました。また、遅延蛍光の特性を保持しつつ、水中での分散性を向上させることができたのも大きな進歩です。
4. 未解決問題:
今後の課題としては、さらに長波長領域での発光特性を持つMR-TADF発光体の開発、及びその安定性と生物適合性の向上が挙げられます。また、g-Odotsの体内での分布や代謝、長期的な生物影響に関する研究も必要です。これらの問題を解決することで、医療診断や治療におけるより効果的なツールとしての応用が期待されます。
title:
Highly Efficient Red Multi-Resonant Thermally Activated Delayed Fluorescence Emitters as Bioimaging Reagents
author:
Eli, Zysman-Colman, Changfeng, Si, William, Primrose, Yan, Xu, Zachary, Hudson
date:
2024-09-17
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-2jvfp?rft_dat=source%3Ddrss

Investigations of Enteric-Coated Propyl Gallate-induced Nephrotoxicity in Beagles and Human and Dog Renal Proximal Tubule Epithelial Cells
1. 与えられた論文の目的:
この研究の主な目的は、経口バイオセラピューティック配送におけるプロピルガレート（PG）の腎毒性を明らかにし、その代謝と処理を理解することです。特に、犬と人間の腎臓細胞でのPGの影響を比較し、その結果を用いて、MEDI7219というGLP-1受容体作動薬の経口製剤の安全性評価をサポートすることにあります。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、犬と人間の腎近位尿細管上皮細胞（RPTEC）を用いて、PGの細胞毒性を観察しました。また、犬と人間の細胞でグルタチオンの応答の違いを比較しました。さらに、PGとそのフェーズIおよびフェーズIIの代謝物を犬と人間の血漿で定量するための高感度で堅牢なLC-MS/MSベースの方法を開発しました。
3. 新規性や解決できた問題:
この研究の新規性は、PGの腎毒性を特定し、それが種間でどのように異なるかを明らかにした点にあります。特に、人間の細胞ではグルタチオンが増加し、デトックスが促進されるのに対し、犬の細胞ではそれが不十分であることが判明しました。これにより、犬におけるPGの使用に関連するリスクを理解することができ、人間での安全性評価に役立てることが可能となりました。
4. 未解決の問題:
将来的には、PGの代謝経路をさらに詳細に解析し、他の動物種や人間でのデータとの比較を行うことが求められます。また、PGの代謝産物が腎毒性に与える影響を明らかにするための研究も必要です。これにより、PGを含む製剤の安全性と効果を最適化するための知見が得られるでしょう。
title:
Investigations of Enteric-Coated Propyl Gallate-induced Nephrotoxicity in Beagles and Human and Dog Renal Proximal Tubule Epithelial Cells
author:
Anton I., Rosenbaum, Si, Mou, Brian Timothy, Hummer, Jiaqi, Yuan, Yue, Huang, Meina, Liang, Raffaella, Faggioni, Lorin K., Roskos
date:
2024-09-17
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-t80qn?rft_dat=source%3Ddrss

Chitosan Nanoparticles in Oral Drug Delivery: A comprehensive and equivocal review
1. 目的:
このレビューは、キトサンナノ粒子（CSNPs）に焦点を当てています。キトサンは生分解性のある多糖類であり、薬物送達に関連する特定の課題を克服するための有望な解決策を提供します。CSNPsの効率的な薬物送達システムの改善について詳細に検討し、医学分野でのナノ粒子の使用を促進することを目的としています。
2. 使用データや情報:
CSNPsの合成に使用される様々な方法（乳化交差結合、イオンゲル化、生物合成、磁性コアの導入など）についての情報が用いられています。これらの方法は、粒子の安定性、CSNPの溶解性、および標的薬物送達の改善に寄与しています。
3. 新規性や解決した問題:
CSNPsは、薬物送達の効率を向上させるためにナノテクノロジーの進歩を利用しています。特に、生分解性を持つキトサンを基にしたナノ粒子は、薬物の溶解性の低下や胃腸での分解といった課題に対処するための有望な手段を提供します。また、磁性コアの導入などの新しい方法は、標的薬物送達の精度を向上させることができます。
4. 未解決問題:
CSNPsの使用においては、粒子の凝集などの課題が残されています。これらの問題を解決するためには、粒子の安定性や送達効率をさらに向上させるための研究が必要です。また、CSNPsの臨床応用に向けての安全性や効果に関するさらなる検証が求められます。
title:
Chitosan Nanoparticles in Oral Drug Delivery: A comprehensive and equivocal review
author:
Ronith, Lahoti, Aidan, Weaver, Taehoon, Kim
date:
2024-09-17
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-54kfj?rft_dat=source%3Ddrss

OpencanSARchem: chemistry registration and standardization pipeline for FAIR integration of bioassay data
1. 与えられた論文は、何を目的としていますか？:
この論文は、薬物発見のためにAIと機械学習を通じて利用される化学および生物活性情報の利用を目的としています。具体的には、異なる化学構造データの情報源を調和させ、登録するための計算効率の良い、オープンソースのパイプラインを提供することを目指しています。
2. 与えられた論文では、どのようなデータや情報を用いましたか？:
この研究では、化学構造データと生物活性情報を統合するためのデータが使用されています。また、DFT（密度汎関数理論）とab initio（第一原理計算）方法を用いて、生成されたタウトマー間の自由エネルギー差を評価しました。
3. 与えられた論文の新規性や、解決できた問題は何ですか？:
この研究の新規性は、オープンソースで計算効率が高い標準化および登録パイプライン「OpencanSARchem」を提案した点にあります。これにより、以前のパイプライン「canSARchem」が抱えていた計算コストが高い問題や商用ソフトウェアが必要という問題を解決しました。さらに、化学的に有効なタウトマーを生成しつつ、自由エネルギー差を統計的に有意に観察することで、選択されたユーティリティのエネルギー的結果を理解しました。
4. 将来取り組むべき未解決問題として、何が残されていますか？:
将来的な課題としては、自由エネルギー差が約2 kcal/molと報告されているため、このエネルギー差が実際の生物学的または化学的プロセスにどのように影響を与えるかをさらに詳細に理解する必要があります。また、より多くの化学構造データと生物活性データを統合し、さらに精度の高い予測や解析を行うための改良が求められます。
title:
OpencanSARchem: chemistry registration and standardization pipeline for FAIR integration of bioassay data
author:
Phillip W, Gingrich, Rezvan, Chitsazi, Chong, Wu, James P, Long, Bissan, Al-Lazikani
date:
2024-09-16
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-mn4wm?rft_dat=source%3Ddrss

Identification of remnant OCT media artifacts after tissue washing by MALDI mass spectrometry imaging
1. 目的:
この研究の主な目的は、最適切断温度(OCT)メディア内で凍結保存された組織を用いて、質量分析(MS)や質量分析イメージング(MSI)のための前処理方法を改善することです。OCTメディアはMS試験には適していないため、OCTメディアのポリマー汚染を効果的に除去し、臨床試料にMSIを適用する方法を橋渡しすることが目的です。
2. 使用データ・情報:
この研究では、OCTメディアで処理された参照用の人間の膵臓組織を用いています。これをマトリックス支援レーザー脱離/イオン化(MALDI)-MSI用にクライオセクションし、空間リピドミクスのためのアンモニウムフォルメート水溶液を使用し、固定、脱脂、塩除去のための様々な溶液を用いた前処理プロトコルを実施しました。UHMR HF Orbitrap MSを使用して、広範囲の質量範囲にわたってリピドと完全なタンパク質を検出し、ポリマー浸透と信号の非局在化を評価しました。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、OCTメディアによるポリマー汚染を減少させるためのアンモニウムフォルメート洗浄法を用いたことにあります。特に負イオンモードで効果的であり、これによりリピドシグナルが向上しました。しかし、ポジティブイオンモードでは、アルカリ添加物の凝縮がリピドシグナルを増加させる一方で、以前は報告されていなかった大きなPEGオリゴマーのシグナルも増加しました。広範囲の組織洗浄を行っても、OCTメディアの全ての残留物を除去することは不可能でした。
4. 未解決問題:
OCTメディアからの持続的な残留ポリマーがMSIに与える影響についての理解を深める必要があります。また、OCT組織を空間オミクスに使用する際の品質管理と品質保証の手順を改善するための方法をさらに検討する必要があります。将来的には、OCTメディアの代替品を開発することも考慮するべきです。
title:
Identification of remnant OCT media artifacts after tissue washing by MALDI mass spectrometry imaging
author:
Kevin, Zemaitis, Rashmi, Kumar, Marija , Veličković, Dušan, Veličković, Wei-Jun, Qian, Ljiljana, Paša-Tolić
date:
2024-09-16
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-m536q?rft_dat=source%3Ddrss

Data Efficiency of Classification Strategies for Chemical and Materials Design
1. 目的:
この論文は、材料の発見と特性評価を加速するために、アクティブラーニングとデザイン-ビルド-テスト-ラーン戦略を活用することを目的としています。具体的には、合成可能性、安定性、溶解性、リサイクル可能性、毒性といった制約のある領域での材料設計を対象とし、これらの制約を満たす材料がどのように分類されるかを効率的に判断するためのデータ効率の高いアルゴリズムを見つけることを目的としています。
2. 使用データ:
この研究では、化学および材料科学の文献から取り出された31の分類タスクにわたって100の戦略のパフォーマンスを比較しています。これらのタスクは、特定の材料の挙動を分類するために使用され、戦略の効果を評価するための基礎となっています。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、特定の材料制約を超えた効果的な分類方法を提案している点にあります。また、データ効率の良い分類アルゴリズムの性能を広範囲に比較し、ニューラルネットワークとランダムフォレストに基づくアクティブラーニングアルゴリズムが最も効率的であることを示しました。さらに、分類タスクの複雑さをタスクのメタ特徴、特にノイズ対信号比に基づいて定量化する方法を示しています。
4. 未解決の問題:
今後の研究では、さらに多様な材料制約や、異なるタイプのデータセットに対するアルゴリズムの適用性を調査する必要があります。また、より複雑な材料の挙動を正確に分類するためのアルゴリズムの改良や、新たなデータ効率の高い分類戦略の開発が求められています。
title:
Data Efficiency of Classification Strategies for Chemical and Materials Design
author:
Michael, Webb, Quinn, Gallagher
date:
2024-09-16
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-1sspf-v2?rft_dat=source%3Ddrss

BindingDB in 2024: a FAIR Knowledgebase of Protein-Small Molecule Binding Data
1. 与えられた論文の目的:
BindingDBは、薬理学、生化学的経路の注釈、人工知能モデルの訓練、計算化学方法の開発など、多岐にわたる応用をサポートする、小分子とタンパク質間の実験的に測定された結合親和性に関する公開されたウェブアクセス可能なデータベースです。この更新では、2016年の前回のレビュー以来の顕著な成長と改善を報告しています。
2. 使用されたデータや情報:
このデータベースは現在、1.3百万の化合物と数千のタンパク質ターゲットにまたがる290万の結合測定を含んでいます。この成長は、米国特許からのデータをキュレーションするという独自の焦点に大きく起因しており、新しい結合データの大量流入をもたらしました。
3. 新規性や解決された問題:
最近の改善には、レスポンシブウェブデザインの原則に従ってウェブサイトを再構築したこと、検索とフィルタリング機能の強化、新しいデータダウンロードオプションとウェブサービスの提供、分散サイト間で複製された長期データアーカイブの設立が含まれます。これにより、ユーザーがより効率的にデータにアクセスし、活用することが可能になりました。
4. 未解決の問題:
将来の成長と開発の計画については詳細には触れられていませんが、データベースのさらなる拡張、ユーザーインターフェースの改善、新しいデータソースの統合などが考えられます。また、データの質の向上や、新しい科学的発見に基づくデータの更新といった課題も残されています。
title:
BindingDB in 2024: a FAIR Knowledgebase of Protein-Small Molecule Binding Data
author:
Michael K., Gilson, Linda, Hwang, Stephen K, Burley, Carmen I, Nitsche, Christopher, Southan, W. Patrick, Walters, Tiqing, Liu
date:
2024-09-13
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-v9ckg?rft_dat=source%3Ddrss

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