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v7.6 で追加された機能

StarDrop 7.6 にはいくつもの新機能が実装されています。主な変更点は、改良された R-Group 解析機能と連動した Idea Tracker の実装と、ユーザリクエストの機能を追加した Nova、Card View の強化です。

Idea Trackerの紹介

StarDrop の新機能である Idea Tracker によって、創薬は加速します。これは、化合物の共同設計と情報に基づく意思決定によるものです。

Idea Tracker によって、創薬のどの過程でもすべての設計と意思決定を捕捉できます。プロジェクト化合物を明確に可視化し、構造的なアイデアをその起源までたどることで、キーとなる最適化の意思決定を特定し、成功への道しるべを理解でき、将来の設計戦略を手助けします。

また、Idea Tracker は一元的な管理による共同設計を容易にし、機会損失を防ぐことで、創薬の効率を最大化します。Idea Tracker の概要については こちらの動画 をご覧ください。

すべてのアイデアとアクションを繋げる

Idea Tracker の中央データベースリポジトリによって、in silico の化合物のアイデアを簡単に管理できます。加えて、各構造に対して自動的に割り振られた一意の識別番号を利用して設計を簡単に追跡できます。重要なメタデータが保存され、作成したいメモなどのアイデアとその文脈が永続的に記録されます。

Idea Tracker データベースによって、プロジェクト管理を支援し、化合物登録の進捗を追跡できます。電子実験ノート (ELN) および企業登録システム (CRS) と統合して、各プロジェクト全体の履歴を要約できます。

設計プロセスの可視化

Idea Tracker と StarDrop 独自の Card View ビジュアライゼーションを組み合わせることで、プロジェクトの進捗を確認できます。新たな化合物のアイデアを、そのきっかけとなった過去の設計にリンクし、最適化プロセスと反復による改善を明確にします。この情報は、将来の設計戦略の指針となるでしょう。

StarDrop 7.6 におけるその他アップデート

R-Group 解析機能の改善

このリリースでは StarDrop の解析機能を強化するために、R-Group ツールに対する様々な強化が行われました。追加された機能により、より包括的で柔軟なツールセットが利用でき、R-Group の分解において、骨格、R-Group (R)、変数 (X) 、リンカー (L) を定義することができます。また、R-Group の列挙ツールの改良によって複数骨格の表現と列挙が可能になりました。R-Group 解析機能の概要については こちらの動画 をご覧ください。

Nova の強化

骨格ベースのライブラリを列挙するフローの最適化によって、複数骨格を定義でき、コア分子のバリエーションを迅速に探索できます。加えて、骨格ベースのライブラリの列挙に対する R-Group の描画が改善されました。初期フラグメントを描画すると、StarDrop が即座にトリガーされ、クリックするだけで列挙できる R-Group を提案します。StarDrop 内の骨格ベースの列挙の概要については こちらの動画 をご覧ください。

追加の新機能

Matched Molecular Pair (MMP)、Matched Pairs Neighborhood、Activity Neighborhood もしくは Activity Landscape SAR 解析によって生成されたテーブルは StarDrop のプロジェクトファイルに保持されるようになりました。また、Card View で任意のネットワークからすぐ隣の化合物をシングルクリックで選択でき、解析ニーズをサポートします。

さらなる機能強化には、ナレッジベースの更新が挙げられます。NovaのMatched Series 解析では、ChEMBL 33 が使用され、Derek Nexus ライブラリはバージョン 6.3.0 にアップデートしました。

StarDrop 7.6 に関するご質問や追加情報が必要な場合は、StarDrop の Helpメニューから StarDrop User Guide をご覧ください。

v7.5 で追加された機能

StarDrop 7.5 の新機能には、新しい代謝モジュールのリリースに加え、強化された 3D リガンドベースの仮想スクリーニング機能や改良された 2D アラインメント機能などのアップデートが含まれます。

Metabolism モジュール

新しい Metabolism モジュール(現在の P450 モジュールから移行)は、化合物がどのように代謝されるかについてさらに優れた見識を提供します。新しいモジュールは、代謝安定性を向上するための新しい化合物の設計や前臨床試験でどの種を優先するのかの理解を支援します。このモジュールの概要については、こちらのビデオ をご参照ください。

代謝経路、代謝部位、代謝生成物、代謝不安定性の予測:ヒト P450 を超えて

Metabolism モジュールでは、代謝予測機能がヒト P450 のみから、報告されているヒト Phase I(P450、AOX、FMO)の 80%、ヒト Phase II(UGT、SULT)の 60%、前臨床生物種の P450 代謝をカバーするモデルへと拡張されました。

これらのアップデートは、複数の代謝経路を持つ化合物を特定して潜在的な薬物間相互作用を回避し、最も重要な酵素を特定して実験テスト中に確実に適用できるよう支援します。

新しい WhichEnzyme™ モデルでは、5 つの主要な酵素ファミリーのうち、ヒトにおける化合物の代謝に関与している可能性が最も高い酵素を特定します。 さらに、WhichP450™ モデルによってアイソフォーム固有のレベルまで進め、ヒト シトクロム P450 の 7 つの主要な薬物代謝アイソフォームのうちどれが化合物を代謝する可能性が最も高いかを確認します。

化合物の代謝プロファイルの改善

P450・FMO・AOX・UGT・FMO の位置選択性モデルは、潜在的な代謝部位にフラグを立て、部位の代謝不安定性を理解し、代謝に対する脆弱性を示し、代謝安定性を向上させるための化合物再設計を支援します。

発見的手法では、WhichEnzyme・WhichP450・代謝部位モデルからの予測結果を組み合わせて、複数世代の代謝物を表示し、最も可能性の高いフェーズ I および II の代謝物を特定するための代謝経路を作成することが可能です。

これらの機能により、体内における薬物代謝がより現実的に表現され、潜在的に有毒な代謝産物を特定し、最も関連性の高い酵素に対する代謝安定性のために分子を最適化することが可能となります。

前臨床種における P450

ラット・マウス・イヌのシトクロム P450 の予測モデルにより、ヒトの代謝物予測との比較が可能となり、前臨床実験で代謝物に最も適合する可能性が高い前臨床種を特定するのに役立ちます。

StarDrop 7.5 におけるその他アップデート

Surflex eSim3D による仮想スクリーニング機能の強化

今回のリリースでは、BioPharmics 社の Surflex eSim3D™ テクノロジーの StarDrop への実装が強化されました。これにより、BioPharmics 社の ForceGen 手法を用いて事前に3D計算された化合物の大規模なコレクションに対して、リガンドベースのバーチャルスクリーニングをデスクトップコンピュータ上で迅速に実行できるようになりました。

この機能強化により、1つまたは複数の参照リガンド(X線共結晶、低エネルギーコンフォメーション、複数リガンドからのバインディングモード仮説など)にアラインメントしながらライブラリをスクリーニングし、Scaffold Hop や購入可能な新規活性化合物を迅速に同定することができます。強化されたバーチャルスクリーニング機能の詳細については、こちらのビデオ をご参照ください。

データセット内の 2D 構造アラインメント

StarDrop 7.5 では、2D アラインメント機能が強化されました。構造アラインメントツールを使用することで、 部分構造を定義し、データセット内の分子の厳密なアラインメントを行うことができるようになりました。複数の Scaffold ケモタイプを持つデータセットを一貫してアラインメントすることで、共通の Scaffold 周辺の官能基のバリエーションを視覚化することにより、SAR 解析が容易になります。2次元構造アラインメントが実際に行われている様子は、こちらのビデオ でご覧ください。

追加の新機能

今回のリリースでは、他にも様々な新機能が追加されました。データセットの構造をその場で編集し、修正することができるようになりました。また、CTRL キーを押しながらマウスホイールを回転させることで、データセットを拡大・縮小できるようになりました。

v7.4 で追加された機能

新しい Inspyra™ モジュール

ダイナミックな学習による改良化合物生成

StarDrop の新しい Inspyra モジュールは、専門的な化学知識と化合物生成の探索力を組み合わせ、最適な化合物の迅速な特定を支援します。StarDrop の操作中、Inspyra は、あなたの操作を動的に学習しながら、バックグラウンドで新しい化合物アイデアを生成します。Inspyra の提案に対するあなたの選択は、最も関連性の高い化学空間を探索し、あなたのプロジェクト成功の可能性が最も高い最適化戦略を提案するために、化学構造生成アルゴリズムを誘導します。

Inspyra は、化合物コレクションの拡張、類似体の探索、個々の化合物に対する最適化戦略検索など、あなたの目標達成を支援します。詳細については、ショートビデオ の閲覧、もしくは、Inspyra モジュールの無償評価ライセンスについてお問合せください。

ヒット化合物の拡張とリード化合物シリーズの同定

化合物データセットを読み込むとすぐ、Inspyra が機能し、あなたの化合物に基づいた新しいアイデアを生成します。Inspyra panel には、検討すべき化合物の提案結果が表示されます。化学空間の様々な方向を探索し、新しいアイデアを活性化するために、表示化合物は定期的に更新されます。最適化したいプロパティもしくはマルチパラメータスコアの選択が可能です。また、化合物表示枠の境界線色は、提案化合物が最適化目標に近づくもしくは遠ざかるかの予測結果を強調します。化合物アイデアに反応すると、Inspyra は、探索したいプロパティと化学的多様性に対するあなたの好みを自動学習します。”like” “keep” “ignore” “reject” のマークを付けることで、アイデアに反応することが可能です。

リード化合物最適化

Inspyra designer は、ひとつの化合物に対する最適化戦略の検討を支援します。置換を検討している領域を選択すると、置換基の提案リストが生成されます。フィードバックを提供すると、Inspyra は目的に合う新しい置換基を優先します。提案された置換基を選択すると、Inspyra designer は新しい化合物を作成し、そのプロパティを予測し、化学空間で次のステップに進むための新しい提案を生成します。
または、化合物の様々な領域で複数の置換基選択が可能であり、Inspyra は全ての組合せを生成し、探索可能な小規模仮想ライブラリを列挙します。

Inspyraモジュールの効果を体験

Inspyra は、StarDrop のプラグインモジュールとして利用可能です。化学構造生成手法の制限を克服しながら、あなたの専門知識と独自の AI をシームレスに組み合わせ、多くの最適化戦略を厳密に探索し、プロジェクトに適した高品質化合物の迅速な特定を支援します。是非、デモライセンスにて効果を実感してください。

StarDrop 7.2 の改良

ユーザーフィードバックを反映し、いくつかのワークフローとユーザーインターフェイスを改善しました。Visualisation タブのポップアップ機能のカスタマイズ、対数スケール軸と線形スケール軸の切り替え、Table View の列ヘッダー文字列の折り返し、データセット更新時の列ヘッダー定義の編集、など多数の機能改良を行っています。詳細は、StarDrop 7.2 のリリースノートをご確認ください。

v7.2 で追加された機能

可視化機能のアップデート:ヒートマップ、ラベル、ポップアップ

これまでも、MPOスコアに寄与する各種プロパティのヒートマップ表示が可能でしたが、この機能を拡張し、プロパティの値に基づいてStarDropデータセットの色分けが可能となりました。この新機能により、興味深い化合物やデータを強調表示し、より効果的にデータセットを探索することが可能です。 ヒートマップの詳細については、こちらのショートビデオ をご参照ください。

また、グラフで選択した化合物やデータを強調表示する機能が改善されました。選択したポイントに色付けをする代わりに、選択していないポイントがグラフ上で薄く表示され、選択したポイントの色の書式設定が見やすくなります。

最新版では、グラフ内のデータポイントにカーソルを合わせた際にポップアップ表示されるプロパティおよび情報をより柔軟にカスタマイズすることが可能です。

プロットラベルのプロパティのカスタマイズは以前からの機能ですが、StarDrop7.4 ではポップアップ表示でも可能となり、グラフ上で化合物やそのプロパティをさらにインタラクティブに探索することが可能となります。

スクリプト機能強化

Python スクリプトからデータセットを直接操作することが、より簡単になりました。この機能強化には、データセット入力の編集、スクリプトからのデータセット更新、および、データセット操作の自動化機能が含まれています。

Query Interface 機能強化

Query Interface モジュールに新機能として、あらかじめ定義された SMARTS 情報や TEXT の値に対するクエリーや、カテゴリーデータ型のサポートを追加しました。

StarDrop の Query Interface は、社内データベースとのシームレスな連携環境を提供し、使い勝手の良いインターフェースでクエリーを作成、共有、実行することが可能であり、検索結果データを直接 StarDrop に戻して分析、可視化、考察することが可能です。

v7.1 で追加された機能

新しいSurflex eSim3D™ モジュール

3D リガンドベースデザイン機能の強化

新しい Surflex eSim3D モジュールは、業界最高レベルの 3D リガンドベースデザインの手法です。ターゲット構造情報が少ない若しくは無い場合でも、新規活性化合物の特定や最適化を行うことが可能です。
厳密に検証された科学に基づく Surflex eSim3D モジュールの利用により、これまでにない精度とパフォーマンスでの各種アプローチが可能となります。

  • 既知の活性化合物に対する 3D 仮想スクリーニングから新規の有力化合物を見出します。
  • 厳密に検証されたポーズ予測から 3D 構造活性相関を理解し、化合物の効力最適化を支援します。
  • 複数の既知活性化合物のアラインメントによりバインディングモードの仮説を立てます。
  • ターゲットの 3D 構造が存在するドッキングを補完する観点を見出し、仮想スクリーニングのパフォーマンスを向上します。

torch3D™ から Surflex eSim3D へのアップグレード

torch3D モジュールライセンスを保有している場合、StarDrop 7.1 をインストールすると自動的に Surflex eSim3D にアップグレードされます。Surflex eSim3D では、torch3D よりも優れた多くの新機能を利用することが可能です。

  • 複数の活性化合物をアライメントし、仮想の結合モデルを作成します。この仮想結合モデルを新規化合物のアラインメントターゲットとして利用することにより、単一参照化合物からの仮想スクリーニングよりもロバスト性(堅牢性)が向上します。
  • 高速かつ精密な ForceGen 法を利用し、化合物セットの 3D コンフォメーション集合体を生成します。
  • torch3D モジュールにあった 500 化合物までの制限が排除され、無制限数の化合物の仮想スクリーニング実行が可能です。

Surflex eSim3D は最新の macOS バージョンに対応しており、Mac 版の StarDrop での 3D リガンドベース設計が可能となります。Surflex eSim3D を試用したい場合には、お問い合わせください。torch3D のライセンスを所有していない場合も、無料のデモライセンス提供が可能です。

SeeSAR View モジュールユーザインターフェイスの改良

Table View で直接調査対象のポーズを選択

SeeSAR View で同一化合物の複数ポーズの取扱いを簡便にするため、Table View から複数ポーズに直接アクセスできるようになりました。SeeSAR Pose モジュールから生成された構造、もしくは、StarDrop の Pose Generation インターフェイスを介して好きなドッキングプラットフォームから生成された構造のどちらにおいても、構造情報の横に表示されているコンフォメーション数をクリックすると、ドロップダウン形式で全ポーズ情報が表示されます。この改良により、SeeSAR モジュールと新しい SurflexeSim3D モジュールのコンフォメーションのユーザインターフェイスの連動利用が可能です。

SeeSAR View での共結晶リガンドの取り扱い

ターゲットと共結晶化したリガンドを非表示にする場合、SeeSAR タブの 3D viewer の上にある Display メニューの Display Options… からこのオプションにアクセスできます。 Show complexed ligands チェックボックスをオフにするだけです。3D viewer の上にある Binding メニューの Show Binding オプションから、共結晶化したリガンドに簡単にフォーカスすることも可能です。

v7.0 で追加された機能

Reaction-based Library Enumeration

柔軟性が高くユーザーフレンドリーな環境で、すぐに利用可能なビルディングブロックに対して制御しやすくロバストな化学反応を適用し、仮想ライブラリを生成します。マルチパラメータ最適化機能を利用して得られた化合物に優先順位を付けることにより、高品質かつ合成可能な化合物をターゲットとすることができます。反応ベースのライブラリ生成は Nova モジュールの一部であり、化学構造変換による化合物アイデア生成、 Matched Series 解析、および、Scaffold-Based ライブラリ生成機能を補完します。

Reaction management

一元管理された反応式ライブラリ、および、個別反応式ライブラリと連携します。事前定義された120以上の一般的な反応式から選択、もしくは、Sketch and Map ツールを用いて新しい反応式を追加利用することが可能です。

Reagent selection

StarDrop データセットからインテグレーションされた社内や商用試薬ライブラリの試薬を選択します。包含基準と除外基準による試薬選択の管理、複数の反応部位を有する試薬の位置選択性を指定することが可能です。

Virtual product library

生成物情報を管理し、最適なプロパティを有する生成物を自動選択します。これは、大規模ライブラリで特に役立ちます。注文プロセスを容易にし、最も有望な化合物を合成することが可能となります。各生成物には、対応する試薬の化学構造情報、在庫場所、価格などの情報が注釈として付けられています。新しい Plate Layout ツールの利用により、自動合成の準備として、生成物をプレートに割り当てることが可能です。 詳細は こちらのビデオ をご覧ください。

New Features for Matched Molecular Pair Analysis

参照化合物の Matched Molecular Pairs Analysis 結果にフォーカスすることにより、新しい最適化戦略の着想を提供し、活性や他のプロパティに大きな変化をもたらす Group または Scaffold の置換を特定します。

Matched Pairs Neighbourhood 機能は、 Card View 画面で 利用可能です。色付きリンクは、参照化合物を含むすべての一致するペアを示し、各構造変換によるプロパティ変化の程度を強調しています。

新しい Matched Pair ラインプロット機能を利用し、対象のプロパティに一貫性のある大幅な改善をもたらす構造変換を容易に特定することが可能です。

Cerella Integration

StarDrop の操作画面から、Deep Learning 機能を活用します。 Optibrium 社の Deep Learning プラットフォームである Cerella™ に直接アクセスし、従来のケモインフォマティックスとは比べ物にならない規模と精度で、化合物の構造、活性、その他プロパティ間の関係性を見出すことが可能です。

Cerella Application Examples

実測データの欠損値を埋め、先を見越して高品質な化合物を明らかにします。データの欠損、不確実性、不正確性による可能性の見落としを回避します。 ターゲットアッセイと化学特性の予測改善のために、最も有効な実測対象を提案します。マルチパラメータ最適化のために、全エンドポイントで仮想スクリーニングを実行します。 詳細は こちら をご参照ください。

Floating License Server Enhancement

柔軟性を高め、より多くの Floating ライセンス情報を入手することが可能となりました。必要なモジュールライセンスのみを適用したり、 StarDrop 利用中に不要となったモジュールライセンスは解除することが可能となり、複数ユーザーが同時に作業できるようになりました。

Further Enhancements

さらに多くの機能追加および機能改善を行いました。

  • macOS Big Sur をサポート
  • 大規模データセット取扱いパフォーマンス強化
  • 化学構造式の反転
  • データ検索と置換
  • さまざまな図表への追加カスタマイズ など