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構造ベース設計における阻害剤の活性測定

Creative Enzymes構造ベース設計サービスにおける阻害剤の活性測定は、酵素阻害の厳密な生化学的および生物物理学的検証を提供します。事前の構造ベース設計およびスクリーニング段階を基盤とし、本サービスでは先進的な分析技術を用いて阻害力、作用機序、選択性を定量化します。当社の高い標準化を誇るアッセイ(分光光度法や蛍光法から等温滴定型カロリメトリー、速度論的プロファイリングまで)は、すべての阻害剤の機能的挙動を正確に特徴付けます。得られた結果は、合理的な阻害剤設計パイプラインにおける最終的な実験的確認となり、自信を持ったリード選択とその後の最適化を支援します。

背景:設計と応用をつなぐ重要な実験的架け橋

構造ベース阻害剤設計は、酵素活性部位内の分子間相互作用に対する深い理解に依存しています。しかし、計算予測やスクリーニングデータは、最終的には定量的な生物学的アッセイによって検証されなければなりません。したがって、実験的な活性測定は、理論的な結合親和性を実際の酵素阻害指標へと変換する重要な最終ステップです。

酵素活性および阻害効果を測定するアッセイ

阻害評価の基本原理

活性測定は、いくつかの基本原理に基づいて行われます:

  • 結合親和性と機能的有効性の違い:物理的結合(KD, Ki)と機能的結果(IC50, EC50)の区別。
  • 時間依存性:迅速平衡型阻害剤と、時間依存的活性を持つ遅延結合型または共有結合型阻害剤の識別。
  • コンテキスト依存性:透過性、排出、代謝の影響により、生化学的な効力が細胞内活性と大きく異なる場合があることの認識。
  • 機構的特異性:阻害が競合型、非競合型、不競合型、または混合型のいずれの機構に従うかの判定。

計算的知見と精密な生化学的評価を統合することで、Creative Enzymesはin silico設計と生物学的有効性のギャップを埋めます。当社の施設は、幅広い酵素クラスに対応した高感度酵素アッセイに対応しており、すべてのプロジェクトで再現性が高く、論文掲載レベルの結果を保証します。

包括的サービス

当社の構造ベース設計における阻害剤の活性測定サービスは、阻害剤の有効性および作用機序の正確かつ定量的な特性評価を提供します。構造誘導型設計およびスクリーニングワークフローに続くように特別に設計されており、候補阻害剤が予測された活性および選択性をin vitroで示すかどうかを確認します。

酵素の種類や阻害剤の特性に応じて、以下のような多様な生化学的・生物物理的アッセイフォーマットを提供しています:

酵素速度論アッセイ(連続測定またはエンドポイント測定)によるIC50およびKiの決定。

蛍光または吸光度ベースのアッセイによるリアルタイム活性追跡。

表面プラズモン共鳴(SPR)および等温滴定型カロリメトリー(ITC)による直接的な結合親和性および熱力学的プロファイリング。

機構的研究による可逆/不可逆または競合/非競合阻害様式の判定。

すべての結果は徹底的に解析され、速度論曲線、フィッティングモデル、統計的信頼性指標を含む包括的な技術レポートにまとめられます。これらは研究論文や規制当局への提出に最適です。

サービスワークフロー

ステップ プロセス 目的
1. 実験計画 酵素クラスおよび阻害剤機構に基づくアッセイタイプ、基質、条件の選定。 最適なアッセイ感度と関連性の確保。
2. 酵素および試薬の調製 標的酵素の発現、精製、品質管理;阻害剤および基質の調製。 標準化され再現性のある試験材料の提供。
3. 活性アッセイの実施 定められたパラメータ(温度、pH、イオン強度)下での酵素活性測定の実施。 阻害剤の効力および速度論の定量化。
4. データ収集と解析 非線形回帰および機構的フィッティングを用いたIC50Ki、速度論定数の算出。 定量的な活性プロファイルの導出。
5. 機構的評価 阻害タイプ(競合型、不競合型、混合型、不可逆型)の判定。 作用機序の解明。
6. レポート作成と提案 計算、スクリーニング、活性結果を統合した最終レポートの作成。 情報に基づくリード選択と次段階の最適化を支援。

お問い合わせ

当社のエンドツーエンド構造ベース阻害剤設計サービス

構造ベース設計における阻害剤の活性測定サービスは、構造ベース阻害剤設計ワークフローの最終段階を担います。

このサービスは、以下の前段階に続きます:

これらのサービスは一体となったデータ駆動型創薬パイプラインを形成し、標的定義から実験的に検証された阻害剤の有効性まで進行します。得られたデータセットは、リード最適化、SAR(構造–活性相関)開発、前臨床検証のための堅固な基盤となります。

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Creative Enzymesと提携する理由

包括的なアッセイポートフォリオ

酵素速度論から熱力学的結合解析まで、各標的クラスに合わせた多様なフォーマットを提供します。

定量的精度

すべての測定は厳密に管理された条件下で高い再現性と統計的検証のもと実施されます。

機構的インサイト

効力だけでなく、阻害の分子機構を明らかにし、合理的な最適化を導きます。

設計・スクリーニングデータとの統合

活性結果は構造モデルや計算モデルと統合して解釈され、シームレスなワークフローを実現します。

専門的な酵素学チーム

当社の科学者は、複数の酵素系におけるアッセイ開発と速度論解析に豊富な経験を有しています。

カスタムレポートとデータ解釈

クライアントには、意思決定や論文発表を支援する詳細な速度論プロット、モデルフィッティング、機構的要約を提供します。

ケーススタディと実際の応用例

ケース1:構造ベース設計におけるAChEおよびBChE阻害剤の活性測定

2-アリール-6-カルボキサミドベンゾオキサゾール誘導体の一連化合物が、アセチルコリンエステラーゼ(AChE)およびブチリルコリンエステラーゼ(BChE)の多機能阻害剤として設計・合成されました。Ellmanアッセイ、分子ドッキング、分子動力学シミュレーション(Schrödinger Suite)を用いて、化合物36が最も強力な二重阻害剤として特定され、IC50値はAChEで12.62 nM、BChEで25.45 nMとなり、ドネペジルを上回りました。ドッキングおよびシミュレーション解析により、両酵素の触媒部位および周辺アニオン部位での強固かつ安定した相互作用が確認されました。これらの結果は、構造ベースアプローチによる混合型コリンエステラーゼ阻害剤設計の成功を示し、化合物36が次世代抗アルツハイマー治療薬開発の有望なリードであることを強調しています。

新規ベンゾオキサゾール誘導体によるAChEおよびBChE阻害のLineweaver–Burkプロット図1. 新規2-アリール-6-カルボキサミドベンゾオキサゾール誘導体(化合物36)によるAChEおよびBChEに対するLineweaver-Burkグラフ。(Kuzu et al., 2025)

ケース2:小胞体α-グルコシダーゼIの強力なイミノシュガー阻害剤の構造ベース設計

広範な抗ウイルス薬の開発を目指し、研究者らはウイルス糖タンパク質のフォールディングに関与する小胞体α-グルコシダーゼI(α-GluI)を標的としました。1-デオキシノジリマイシン(1-DNJ)およびバリオラミン由来の28種の構造ベース阻害剤が、α-GluI活性部位の4つのサブサイトすべてと相互作用するよう合成されました。α-GluI–阻害剤複合体の結晶構造解析により構造–活性相関が明らかとなり、SILCS計算モデルによる予測的スクリーニングも実施されました。いくつかの化合物は、ベンチマーク阻害剤UV-4よりも強い阻害活性と高い抗SARS-CoV-2活性を示しました。これらの知見は、α-GluIが有望な宿主指向型抗ウイルスターゲットであることを示し、構造ベーススクリーニングが次世代阻害剤設計を導く力を示しています。

表1. 選択的化合物によるα-GluIおよびα-GluIIの阻害(IC50)。(Karade et al., 2023より改変)

α-グルコシダーゼIおよびIIを標的としたUV-4およびUV-4類似化合物のIC50

活性測定サービスに関するFAQ

  • Q: 活性測定にはどのようなアッセイフォーマットがありますか?

    A: 分光光度法、蛍光法、化学発光法、ITC、SPRアッセイを提供しており、それぞれ特定の酵素クラスや阻害剤タイプに最適化されています。
  • Q: 効力と選択性の両方を測定できますか?

    A: はい。主要標的に対してIC50およびKiを定量し、オフターゲット相互作用を評価する選択性パネルも実施可能です。
  • Q: どの程度のデータ解析が含まれますか?

    A: 包括的なデータフィッティング、誤差解析、グラフ可視化が標準で含まれます。機構的解釈もすべての最終レポートに含まれます。
  • Q: 再現性はどのように確保していますか?

    A: すべてのアッセイは三重以上で、厳密に管理された条件下、校正済み機器と検証済みプロトコルを用いて実施します。
  • Q: クライアントが自社の酵素や阻害剤サンプルを提供できますか?

    A: もちろん可能です。クライアント提供の材料でも、当社で精製した酵素系でも対応可能です。
  • Q: 通常の納期はどれくらいですか?

    A: ほとんどのプロジェクトは、アッセイの複雑さや化合物数に応じて3~6週間以内に完了します。

参考文献:

  1. Karade SS, Franco EJ, Rojas AC, et al. Structure-based design of potent Iminosugar inhibitors of endoplasmic reticulum α-glucosidase I with anti-SARS-CoV-2 activity. J Med Chem. 2023;66(4):2744-2760. doi:10.1021/acs.jmedchem.2c01750
  2. Kuzu B, Alagoz MA, Demir Y, Gulcin I, Burmaoglu S, Algul O. Structure-based inhibition of acetylcholinesterase and butyrylcholinesterase with 2-Aryl-6-carboxamide benzoxazole derivatives: synthesis, enzymatic assay, and in silico studies. Mol Divers. 2025;29(1):671-693. doi:10.1007/s11030-024-10828-6

研究および産業用途にのみご使用ください。個人医療用途には適していません。一部の食品グレード製品は、食品および関連用途における処方開発に適しています。

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