キナーゼはATP結合ポケットが高度に保存されており、目的キナーゼだけを選択的に阻害するのは難しい。リガンド相対結合自由エネルギー計算(L-RB-FEP+)は単一標的の効力を実験精度(平均1.0 kcal/mol = 6〜8倍以内)で予測できるが、数十〜数百のオフターゲットを個別にモデル化する選択性評価は計算量的に破綻する。
→ 稀少なWee1ゲートキーパー Asn376 を「選択性ハンドル」とし、残基側を摂動するPRM-FEP+でキノーム選択性を一括予測
OPLS4 / Desmond GPU の FEP/REST。12 λ窓・10 ns(トリアージ2 ns、荷電/大変異は36窓・25 ns)。変異残基376をREST hot regionに包含。ΔpKiがより負ほどWee1選択的、5変異すべてpKi<8で "clean" 判定。
PRM-FEP+ 予測がscanMAX 403キナーゼのヒットパターンを91%精度(FP 1・FN 2)で再現。promiscuous/ファミリー指向/選択的を正しく区別。
出発点 compound 4 はThrゲートキーパーの82%をヒット。PRM-FEP+誘導でcompound 11(22 nM・サブパネル全20キナーゼ100倍超選択)、compound 12(1 nM・scanMAXで3キナーゼのみ)へ。
| 段階 | 規模 / 成果 |
|---|---|
| 初期ヒット同定(L-RB-FEP+) | 9000設計を評価, 7ヶ月で80化合物合成 |
| PLK1選択性(早期) | 最大 1000倍(vs PLK1) |
| 選択性最適化(PRM-FEP+) | 6000+化合物を計算, 3ヶ月 |
| 合成・目標達成 | 42合成中 22化合物が目標達成 |
| 新規スキャフォールド | 5,6 / 6,6 / トリシクリックの3系統 |
22化合物が単〜二桁nMのWee1効力と AZD1775同等以上の選択性を達成。compound 14は1 nM・scanMAXで14キナーゼのみヒット。