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C-1 化合物情報概論・実習

2015年7月2日(木)-7月3日(金)開講

    化合物の構造や特性に関する情報を計算機で取り扱うための基本的な考え方から、バーチャルスクリーニングに応用するための実践的なデータ解析など、創薬インフォマティクスのうち主に化合物情報を利用する技術を学びます。
    本コースは、H21年度まで5年に渡って実施した「生命情報科学技術者養成コース 創薬インフォマティクス技術者養成コース」全10日間のうち前半5日間の「分子モデリング概論・実習」を2日間で講習できるよう再構成したもので、H22-23年度に生命情報科学人材養成コンソーシアムによる創薬インフォマティクスコース 化合物情報概論・実習およびH24-26年度HPCIチュートリアル 創薬インフォマティクス実習コースと同等の内容となります。

    ※本コースは、「創薬分子プロファイリング研究センター」との共催です。
    ※本コースは、「創薬等支援技術基盤プラットフォーム」の後援を受けています。

    受付終了
    このチュートリアルの受講申込は満席のため締め切りました。

    開催日時 2015年7月2日-7月3日(木、金)計2日間
    各日 10:30~17:00 (受付開始 10:00)
    会場 産総研 臨海副都心センター 別館8階 コラボレーションコーナー
    アクセスおよび周辺ランチマップ
    担当講師
    (敬称略)
    広川 貴次
    産総研 創薬分子プロファイリング研究センター 理論分子設計チーム チーム長
    本間 光貴
    理化学研究所 ライフサイエンス技術基盤研究センター 構造・合成生物学部門 生命分子制御研究グループ 制御分子設計研究チーム チームリーダー
    定員 20名(最少催行人数 2名)
    受講要件 PCの基本操作(キーボード操作等)をスムーズに行うことができること。
    ※ご注意
    ・主に、タンパク質を標的とする医薬品・農薬等の化合物を設計・開発している企業等の研究職またはその経験者を対象としたカリキュラムになっています。
    ・関連する有機合成研究者やベンチケミスト、結晶構造解析などを業務とされる方々にもご好評を頂いてきた実績あるコースです。
    ・ゲノムからのマーカー探索や診断薬設計を目標としたコースではありませんので、ご了承ください。
    募集期間 2015年5月13日(水)午前11時~開講72時間前(2015年6月29日(月)10時30分)
    お問い合わせ contactページよりお問合せください。
    ※ 「申込」ボタンをクリックし、自動応答による申込確認メール(本文に「コース名;上記に対する申込みを受付ました。」と記載)が届きましたら、受講申し込みは受け付けられています。事務局からの受付確認はありませんのでご注意ください。
    特論 タイトル:多面的な類似検索と機械学習予測を組み合わせたリガンド探索
    詳細はこちら ==> 要旨
    講義・実習 講義・実習内容は変更となる可能性がありますのでご了承ください。

    概論:分子表記および構築、化合物記述子、データ解析、化合物類似検索
    I 二次元分子表記および構築
    I-1. 命名法と線形表現
      ・化学的構造を表現する命名法 ―慣用名、IUPAC、線形表記

    I-2. 結合表とファイル形式
      ・グラフによるコード化、行列表現と結合表、化学構造情報の主なファイル形式、規範化手法:Morgan法

    I-3. 二次元描画
      ・分子の自動に次元描画、自動二次元描画の現状 ~意外と難しい自動に次元描画

    I-4. 化学構造検索
      ・慣用名、商品名、レジストリ番号による検索、線形表記、トポロジカルインデックス、ハッシュコードの利用、構成図(2次元表現)や原子座標値(2次元、3次元)

    I-5. 部分構造検索
      ・問い合わせ構造が与えられた構造の部分構造であることを確認する処理、部分構造検索の実際、化学構造のビット表記と検索、バックトラック法アルゴリズム

    II 三次元分子表記および構築
    II-1. 三次元構造データ
      ・スペクトルデータベース、結晶データベース、理論モデル、代表的なファイル形式

    II-2. 三次元構造構築方法
      ・三次元構造構築の評価ポイント、立体構造構築方法、力場パラメータ(パッケージ)、立体構造の比較の尺度

    II-3. 配座解析
      ・配座解析の重要性:同じリガンドでも異なる配座で生理活性を持つ例がある、一般的な配座構築手順、配座解析の方法、ベンチマーク紹介と問題点の議論、配座解析ソフトウェア比較

    II-4. 三次元構造の可視化
      ・ラインモデル、スティックモデル、ボール&スティックモデル、CPKモデル、表面モデル、タンパク質構造の可視化、分子表面、可視化ツールの実際

    III 化合物記述子
    III-1. 簡易記述子(0D & 1D)
      ・記述子分類に効果的な記述子ではないが、他の記述子と合わせて利用する簡易記述子。主に原子数や結合数など。

    III-2. 構造記述子
    トポロジー情報に基づく記述子(2D)
      ・Wiener指標、Randic結合指標、Χ結合指標、κ形状指標など

    III-3. 構造記述子
    三次元情報に基づく記述子(3D+)
      ・三次元情報に基づく記述子の概要

    III-4. 物理化学的記述子
      ・分子量・vdw体積・logP・反応性官能基の数 など、距離情報に基づく記述子、Comparative Molecular Field Analysis(CoMFA)、オクタノール/水分配係数(log P)の予測、記述子を用いた解析事例紹介

    III-5. ファルマコフォア記述子
      ・ファルマコフォアとは

    IV データ解析
    IV-1.データの前処理

    IV-2. 相関解析
      ・変数間の依存の度合い関係の検出

    IV-3. 多変量解析
    外的変数なし
      ・Cluster Analysis クラスター分析、Principal Component Analysis(PCA)主成分分析、Self Organization Map(SOM)自己相関マップ、遺伝的アルゴリズム(GA)
    外的変数あり
      ・Multiple Linear Regression (MLR) 線形重回帰、Principal Component Regression (PCR) 主成分回帰、Partial Least Squires (PLS) 部分最小2乗法、分類学習、サポートベクターマシーン

    V 化合物類似検索
    V-1. イントロダクション
      ・類似性検索とは、類似性基準と相違性基準、複合基準、

    V-2. 化合物の表現方法(比較やスクリーニング向け)
      ・Fingerprintによる化合物の表現方法、代表的なLBVS手法の分類、事例紹介

    V-3. 類似性検索の注意点
      ・Tanimoto係数のサイズ依存性、Tversky指標(加重により指標をコントロール)

    V-4. 検索対象のDB

    実習:化合物記述子実習、データ解析(サポートベクターマシン)実習
    I データ解析実習
    ・化合物構築と記述子計算
    ・サポートベクターマシーン(SVM)によるリガンド分類
      標的タンパク質が異なる活性化合物335個を例として、線形表記から3D構造を構築し、それぞれについて記述子を計算する。SVMを用いて標的タンパク質別に異なる化合物の特徴を抽出し、分類学習する。この分類器を大規模化合物データベースに適用し、機能未知の化合物群から活性をもつ化合物を予測する。

    II リガンド構造に基づくバーチャルスクリーニング実習
    ・ファルマコフォア構築
    ・活性、不活性化合物の濃縮係数計算
      セロトニン受容体のリガンドを例として、活性化合物24個、構造などが活性化合物に類似しているものの活性をもたない化合物250個の情報を利用し、Enrichment Factorを計算しながら活性をもつ化合物のみを抽出できるファルマコフォアを設計する。

    III Webツール実習
    フリーのWebツール紹介
      ・Drug-like特性解析
      ・生理活性特性解析
      ・データベース検索
    スケジュールおよび内容は、やむを得ない事情等により変更される場合があることをご了承下さい。

    過去実績

    2014年度 実績

    2013年度 実績

    2012年度 実績