最も優れた代謝物予測ソフトウェアはどれですか? Author: Scott McDonald

市販の代謝物予測プラットフォームはいくつかありますが、どれが最良でしょうか？

答えは「人それぞれ」です。ここでは、Scott 氏が最も考慮すべき点と、利用可能なオプションの違いについて説明します。

 

最適な代謝物予測ソフトウェアを選ぶには？

どの代謝物予測ソフトウェアが最適か、どのような選択肢があるかは、さまざまな要因によって異なります。

 

薬物代謝をめぐる最重要事項

創薬プロジェクトを進める上で、薬物代謝には多くの課題があります。そのためプロジェクトの遅れを防ぐには、以下のことを考慮する必要があります。

• 1. どの酵素が化合物の代謝を担い、どのような代謝物が生成されるか
  2. どのように薬物-薬物相互作用リスクを低減するか
  3. どのように代謝安定性が向上した新規化合物をデザインするか

 

in silico 法の重要性

適切な代謝試験を実施することで従来の方法に従うこともできますが、それには時間と費用がかかります。in silico 法は、このような課題に対処するために、迅速かつ費用対効果の高い方法を提供します。必要な実験を減らすことにより、最終的に時間と費用を大幅に節約することができます。

Lhasa Limited 社の Meteor Nexus、Molecular Discovery 社が開発した MetaSite 、Optibrium 社が開発した予測モデルなど、いくつかの市販プラットフォームがあります。Optibrium 社は、 StarDrop と Semeta の２つのプラットフォームを提供しています。

 

代謝物予測ソフトの正しい選び方とは？

どの代謝予測システムが自分に合っているのか？最適な選択は、以下に示すような多くの要因に影響されます。

• 希望する展開オプション
• 統合する必要がある他のソフトウェアや機器
• 検討したい酵素と生物種の範囲
• 予算
• 必要とする予測時間速度と精度のレベル

 

代謝物予測プラットフォームの性能比較

どのプラットフォームを選択するかは、予測結果が得られるまでの時間、予測結果の感度や精度に影響するため重要です。残念ながら、これらのプラットフォームの独立した比較発表は10年以上前が最後です（T’Jollyn et al.）。

それによると、MetaSite と StarDrop は感度と精度において同等で、Meteor は精度は低いが感度は高いとされています。過去10年間の MetaSite と Meteor Nexus の発展を正確に評価することはできませんが、Optibrium 社の予測モデルがそれ以降大きく変化し、拡張していることは間違いありません。

最新のモデル性能は、2024年にXenobiotica 誌に、2022年に Journal of Medicinal Chemistry 誌に掲載されました。

 

Meteor Nexus とは？

Meteor Nexus は知識ベースのエキスパートシステムであり、代謝変換の知識により代謝物同定を支援し、関連するサポート情報を提供します。Meteor Nexus は、Phase I および Phase II 代謝を幅広くカバーする一般的な哺乳類モデルを提供します。様々な質量分析ベンダーのソフトウェアに直接リンクしているため、実験的に確認された精密質量や質量差と代謝予測を組み合わせることで、代謝物の同定プロセスを改善することができます。Lhasa 社の Nexus ソフトウェア群の一部として、Derek Nexus にもネイティブにリンクしているため、ICH M7 ガイドラインに基づく代謝物の毒性評価を行う場合、Meteor はシームレスな手段を提供します。

 

MetaSite とは？

MetaSite は、擬似ドッキング法を用いて標的分子の代謝部位を同定し、Phase I および Phase II 代謝の両方をカバーします。最も可能性の高い代謝物の構造を予測し、分子内の「ホットスポット」を特定し、代謝部位を予測し、代謝障害を克服するための構造改変を提案することができます。代謝が不安定な化合物の再設計を検討している場合には、MetaSite が役立つでしょう。さらに、Mass-MetaSite は MetaSite の拡張機能で、基質と代謝物の MS および MS/MS フラグメンテーションパターンに基づいて代謝物を自動的に同定することができます。Meteor と同様、様々な質量分析ベンダーのソフトウェアに直接リンクしているため、予測と質量分析データを組み合わせて代謝物同定プロセスを改善したい場合に有用です。

 

StarDrop と Semeta はどのように代謝を予測しますか？

Optibrium 社の代謝予測モデルは、 StarDrop と Semeta の両方で利用できます。これらのモデルは、量子力学シミュレーションを組み合わせて各代謝潜在部位の反応性を推定し、配向と立体効果を表現するアクセシビリティ記述子を利用しています。

これらのモデルにより、化合物を代謝する可能性が最も高いヒト酵素ファミリーと P450 アイソフォームを優先順位付けし、ヒト Phase I および Phase II 酵素による代謝部位、さまざまな前臨床生物種における P450 代謝、およびその結果の代謝物構造を予測することができます。これに加えて、P450 による代謝に対する化合物の安定性も予測できるため、代謝安定性を向上させた化合物の設計に役立ちます。したがって、化合物がヒトで代謝される可能性が高いこと、主要な前臨床生物種で代謝がどのように異なる可能性があるか、または代謝が不安定な化合物をどのように再設計するかを正確に理解することに興味がある場合、StarDrop と Semeta のモデルが役立ちます。

StarDrop のデータ可視化および解析環境内で代謝モデルにアクセスすることで、例えば、さらなる調査の実施、迅速なプレゼンテーションの作成、新規化合物の迅速な設計などに、結果をシームレスに使用することができます。

 

著者について

 

（原文）https://optibrium.com/knowledge-base/blog-which-is-the-best-metabolite-prediction-software/