[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

医薬品設計における三次元性指標(Fsp³)の再評価

[スポンサーリンク]

近年、医薬品開発において候補分子の三次元構造が注目されてきました。特に、2009年に発表された論文「Escape from Flatland(平面世界からの脱却)」1では、分子内のsp³炭素の割合(Fsp³値)が高い、すなわち三次元的な構造を持つ医薬候補分子が臨床開発で成功しやすいと報告されました(過去記事:「創薬に求められる構造~sp³炭素の重要性~」参照)。しかし、近年の研究では、この仮説が必ずしも現在の創薬プロセスに適用できるとは限らない可能性が指摘されています。

“Return to Flatland”
Ian Churcher, Stuart Newbold, Christopher W. Murray Nat. Chem. Rev. 2025, doi:10.1038/s41570-025-00688-5

“平面世界への回帰”

Loveringらによる2009年の論文中1では、医薬品分子の三次元的特性を定量化するためにFsp³という指標が用いられました。Fsp³が高い分子は平面性が低く、溶解性や選択的標的結合性が向上し、オフターゲット相互作用が減少する可能性があると考えられていました。この研究では、Fsp³と臨床試験成功率の間に統計的に有意な関係(P < 0.001)があると示され、以降、Fsp³は創薬における重要な指標の一つとして広く認識されてきました。

一方、2025年の本論説 “Return to Flatland” では、この仮説—「三次元的な構造を持つ医薬品(高Fsp³値の分子)は臨床開発において成功しやすい」—が現在でも成り立つのかを再評価しています。著者らは、2009年以降に承認された医薬品および現在開発中の医薬品についてFsp³値を解析しました。その結果、近年の承認薬ではFsp³値が低下している(0.458 → 0.392)ことが明らかになりました。また、臨床開発中の医薬品においても、Fsp³の高さが成功率と明確な相関を示していませんでした。

低Fsp³承認薬の増加要因

この変化には、標的とする分子の変化や合成技術の進展など、複数の要因が関与していると考えられます。

  1. 標的の変化
    近年、キナーゼ阻害剤の開発が進み、これらは比較的平面性の高い分子(低Fsp³)であることが多いため、承認薬のFsp³値が低下している可能性があります。
  2. 合成技術の進歩
    金属触媒を用いたクロスカップリング反応が一般的になり、sp²結合を持つ分子の合成が容易になったことが影響していると考えられます。
  3. スクリーニング効率の問題
    Fsp³が高い分子は標的選択性を高める可能性がありますが、スクリーニング時のヒット率が低下することが指摘されています。例えば、三次元性を強化したフラグメントセットを用いたBRD4-BD1のスクリーニングでは、従来のフラグメントセットと比較してヒット率が約2.5倍低下したと報告されています。

これらの知見から、本論説では「Fsp³値の高さだけに依存した分子設計は、必ずしも医薬品開発の成功に直結しない」と結論づけています。三次元性という単一の指標を過度に追求するのではなく、標的の特性や薬理活性、物性、合成可能性など、多角的な視点を踏まえた分子設計の重要性が提言されています。

本論説は比較的短文のNews & Viewsとしてまとめられており、すぐ読める内容です。創薬化学に関わる方にとって、一読することで新たな視点を得る良い契機となるでしょう。

参考文献

  1. Lovering, F.; Bikker, J.; Humblet, C. “Escape from flatland: increasing saturation as an approach to improving clinical success.” J. Med. Chem. 2009, 52, 6752–6756. DOI: 10.1021/jm901241e

関連書籍

創薬化学: メディシナルケミストへの道

創薬化学: メディシナルケミストへの道

¥4,290(as of 09/11 21:23)
Amazon product information

関連記事

Avatar photo

cosine

投稿者の記事一覧

博士(薬学)。Chem-Station副代表。国立大学教員→国研研究員にクラスチェンジ。専門は有機合成化学、触媒化学、医薬化学、ペプチド/タンパク質化学。
関心ある学問領域は三つ。すなわち、世界を創造する化学、世界を拡張させる情報科学、世界を世界たらしめる認知科学。
素晴らしければ何でも良い。どうでも良いことは心底どうでも良い。興味・趣味は様々だが、そのほとんどがメジャー地位を獲得してなさそうなのは仕様。

関連記事

  1. 微小な前立腺がんを迅速・高感度に蛍光検出する
  2. 葉緑素だけが集積したナノシート
  3. 一度に沢山の医薬分子を放出できるプロドラッグ
  4. 有機合成化学協会誌2019年5月号:特集号 ラジカル種の利用最前…
  5. 人工プレゼン動画をつくってみた
  6. スルホニルアミノ酸を含むペプチドフォルダマーの創製
  7. ケムステV年末ライブ2024を開催します!
  8. 【python版】新規化合物データチェックリストとWord整形プ…

注目情報

ピックアップ記事

  1. 葉緑素だけが集積したナノシート
  2. 花粉症の薬いまむかし -フェキソフェナジンとテルフェナジン-
  3. 【経験者に聞く】マテリアルズ・インフォマティクスの事業開発キャリアへの挑戦
  4. ケック ラジカルアリル化反応 Keck Radicallic Allylation
  5. 活性二酸化マンガン Activated Manganese Dioxide (MnO2)
  6. 実験と機械学習の融合!ホウ素触媒反応の新展開と新理解
  7. 【8月開催】マイクロ波化学のQ&A付きセミナー
  8. 第135回―「量子電気力学から光と分子の相互作用を理解する」David Andrews教授
  9. 第65回―「タンパク質代替機能を発揮する小分子の合成」Marty Burke教授
  10. プラズモンTLC:光の力でナノ粒子を自在に選別できる新原理クロマトグラフィー

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2025年2月
 12
3456789
10111213141516
17181920212223
2425262728  

注目情報

最新記事

条件の「前後」も実験条件である【プロセス化学者のつぶやき】

前回まで1. 設定温度と系内の実温度のお話2. 温度値をどう判断するか3. 反応操作をし…

そのpH、“本当にその場所”の値ですか?ニードル式pHセンサーを使ってみた!

突然ですが、「培養の再現性がなんか悪い」「同じ条件のはずなのに結果がズレる」といった経験はあ…

「骨格編集」×「ナノカーボン合成」〜ナノカーボン合成の新戦略を実証〜

第719回のスポットライトリサーチは、名古屋大学大学院工学研究科(忍久保研究室)博士後期課程2年の平…

【書評】立体化学 はじめの一歩

立体化学は,分子の三次元構造を理解するための重要な分野であり,有機化学や…

水のシミュレーション入門 — 水分子を計算機の中でどう”描く”か —

身近なのに、計算機にとって手強い"水"。本記事では、点電荷モデルから機械学習まで、その"描き方"の進…

◆◇◆◇ 第36回フォーラム・イン・ドージン開催のご案内 ◆◇◆◇

同仁化学研究所が熊本から世界へ情報発信するフォーラム・イン・ドージンの開催ご案内です。今年は『な…

『力』による円偏光発光のon/off制御を単一分子レベルで実現

第718回のスポットライトリサーチは、東京科学大学 物質理工学院(相良研究室)博士後期課程2年の野中…

数日かかっていた反応機構解析を、わずか数分に!

機械学習ポテンシャルが変える計算化学の現在近年、DFT計算による反応機構解析は広く行われるよ…

海外ポスドクのオファーをもらう【アメリカで Ph.D. を取る: 進路編】

ポスドクとして海外に留学する場合、希望する研究室の教授に直接連絡を取り、面接などを通して適性を判断さ…

MDで観るトライボロジー 〜原子が擦れるその場をシミュレーション〜

軽くて強いのに摩耗に弱いチタン合金は、航空機や人工関節に広く使われています。原子が擦れ合うその場を分…

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP