JP4343222B2 - 薬物代謝酵素予測装置 - Google Patents
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Description
この発明は、薬物代謝酵素予測装置、薬物代謝酵素予測方法、薬物代謝酵素予測プログラムおよび記録媒体に関し、特に、薬物代謝酵素の分子種および化合物における薬物代謝酵素との反応部位を精度よく予測することができる、薬物代謝酵素予測装置、薬物代謝酵素予測方法、薬物代謝酵素予測プログラムおよび記録媒体に関するものである。
近年、医薬品開発のステージにおいて、開発した薬物の約５０％以上が、薬物代謝の問題（例えば、薬効や副作用など）により、ドロップアウトしている。
そのため、医薬品開発の初期の段階で、化合物における薬物代謝の問題を評価し、当該問題をクリアした化合物に絞り込むことは、副作用の少ない医薬品の開発や医薬品開発にかかるコスト削減などの観点から、非常に大きなニーズとなっている。
従来、例えば、化合物から薬物代謝酵素の分子種や反応部位を特定するために、薬物代謝スクリーニング試験やマススペクトルを用いた代謝産物の同定が実施されている。
また、薬物代謝酵素の分子種や反応部位をコンピュータ上で予測する技術は、例えば、非特許文献１、特許文献１、特許文献２および特許文献３などに記載されている。
ここで、非特許文献１には、化合物構造を入力として、文献から収集された既知代謝反応からの類推により、未知の代謝物を予測する技術が記載されている。具体的には、既知代謝反応から基質と代謝物の反応部分構造を抽出し、予測したい化合物の中に抽出された反応部分構造があれば、既知代謝情報に基づいて代謝物を予測するという経験的な手法を実現する技術が記載されている。この技術では、予測モデルの作成に使用したトレーニングデータの母集団（化合物）に基づいて、幅広い範囲の化合物を精度よく予測することができる。
また、特許文献１には、化学量論的データを元に、薬物のあらゆる代謝経路の相対的な速度を、反応速度の一番速い経路を一番起こりえる反応とみなして予測する技術が記載されている。
また、特許文献２には、エネルギー理論的データを元に、薬物のあらゆる代謝部位の感受性を、感受性の一番高い部位を代謝部位の一番の候補とみなして予測する技術が記載されている。
また、特許文献３には、エネルギー理論的データを元に、薬物のあらゆる代謝部位の安定性を、安定性の一番高い部位を代謝部位の一番の候補とみなして予測する技術が記載されている。
米国特許出願公開第２００３／００５４４３０号明細書 米国特許出願公開第２００２／００４０２７６号明細書 米国特許出願公開第２００１／００４４６９９号明細書 富士通株式会社が開発した薬物代謝研究支援システム「Ｂｉｏ Ｆｒｏｎｔｉｅｒ／Ｐ４５０」のホームページ「ｈｔｔｐ：／／ｖｅｎｕｓ．ｎｅｔｌａｂｏｒａｔｏｒｙ．ｃｏｍ／ｍａｔｅｒｉａｌ／ｍｅｓｓｅ／ｂｉｏｆｒｏｎｔｉｅｒｐ４５０／」
しかしながら、上述した薬物代謝スクリーニング試験やマススペクトルを用いた代謝産物の同定は、すべてウェット実験によるもので、コストや時間が大幅にかかる、という問題点がある。
また、上述した非特許文献１に記載の技術では、予測率が使用したトレーニングデータの品質に左右されるため、予測モデルの作成に使用したトレーニングデータの母集団（化合物）より極端に異なる化合物の予測が困難である、という問題点がある。すなわち、予測可能な化合物の範囲が母集団により限定されるため、あらゆる化合物に適用することができない、という問題点がある。つまり、あらゆる化合物を精度よく予測することができない、という問題点がある。
また、上述した特許文献１、特許文献２および特許文献３に記載の技術では、化合物の立体的な形状を考慮していないため、エネルギー計算により反応性が高く予測されたが形状的に薬物代謝酵素と結合できない化合物も結果的に含まれてしまう、という問題点がある。
この発明は、上述した従来技術における問題点を解消するためになされたものであり、予測のためのトレーニングデータを用いず、また化合物の立体的な形状を考慮して、あらゆる化合物に対する、薬物代謝酵素の分子種および化合物における薬物代謝酵素との反応部位を精度よく予測することができる、薬物代謝酵素予測装置、薬物代謝酵素予測方法、薬物代謝酵素予測プログラムおよび記録媒体を提供することを目的とする。
そのため、医薬品開発の初期の段階で、化合物における薬物代謝の問題を評価し、当該問題をクリアした化合物に絞り込むことは、副作用の少ない医薬品の開発や医薬品開発にかかるコスト削減などの観点から、非常に大きなニーズとなっている。
従来、例えば、化合物から薬物代謝酵素の分子種や反応部位を特定するために、薬物代謝スクリーニング試験やマススペクトルを用いた代謝産物の同定が実施されている。
また、薬物代謝酵素の分子種や反応部位をコンピュータ上で予測する技術は、例えば、非特許文献１、特許文献１、特許文献２および特許文献３などに記載されている。
ここで、非特許文献１には、化合物構造を入力として、文献から収集された既知代謝反応からの類推により、未知の代謝物を予測する技術が記載されている。具体的には、既知代謝反応から基質と代謝物の反応部分構造を抽出し、予測したい化合物の中に抽出された反応部分構造があれば、既知代謝情報に基づいて代謝物を予測するという経験的な手法を実現する技術が記載されている。この技術では、予測モデルの作成に使用したトレーニングデータの母集団（化合物）に基づいて、幅広い範囲の化合物を精度よく予測することができる。
また、特許文献１には、化学量論的データを元に、薬物のあらゆる代謝経路の相対的な速度を、反応速度の一番速い経路を一番起こりえる反応とみなして予測する技術が記載されている。
また、特許文献２には、エネルギー理論的データを元に、薬物のあらゆる代謝部位の感受性を、感受性の一番高い部位を代謝部位の一番の候補とみなして予測する技術が記載されている。
また、特許文献３には、エネルギー理論的データを元に、薬物のあらゆる代謝部位の安定性を、安定性の一番高い部位を代謝部位の一番の候補とみなして予測する技術が記載されている。
しかしながら、上述した薬物代謝スクリーニング試験やマススペクトルを用いた代謝産物の同定は、すべてウェット実験によるもので、コストや時間が大幅にかかる、という問題点がある。
また、上述した非特許文献１に記載の技術では、予測率が使用したトレーニングデータの品質に左右されるため、予測モデルの作成に使用したトレーニングデータの母集団（化合物）より極端に異なる化合物の予測が困難である、という問題点がある。すなわち、予測可能な化合物の範囲が母集団により限定されるため、あらゆる化合物に適用することができない、という問題点がある。つまり、あらゆる化合物を精度よく予測することができない、という問題点がある。
また、上述した特許文献１、特許文献２および特許文献３に記載の技術では、化合物の立体的な形状を考慮していないため、エネルギー計算により反応性が高く予測されたが形状的に薬物代謝酵素と結合できない化合物も結果的に含まれてしまう、という問題点がある。
この発明は、上述した従来技術における問題点を解消するためになされたものであり、予測のためのトレーニングデータを用いず、また化合物の立体的な形状を考慮して、あらゆる化合物に対する、薬物代謝酵素の分子種および化合物における薬物代謝酵素との反応部位を精度よく予測することができる、薬物代謝酵素予測装置、薬物代謝酵素予測方法、薬物代謝酵素予測プログラムおよび記録媒体を提供することを目的とする。
本発明では、薬物代謝酵素の分子種および化合物における薬物代謝酵素との反応部位の予測を提案する。
ここで、本発明者は、鋭意検討の結果、薬物代謝酵素に、薬物分子を固定する部位が４箇所存在することを見出した。そして、本発明者は、第２５図に示すように、当該４箇所の部位をそれぞれ、結合部位（結合サイトまたは誘引サイト）、反応部位（反応サイト）、ピンチングポイントおよびオープンスペース部位（オープンスペースサイト）と名付けた。第２５図は、化合物における結合部位、反応部位、ピンチングポイントおよびオープンスペース部位を模式的に示す図である。
第２５図において、まず、結合部位とは、化合物と薬物代謝酵素とが結合する部位である。反応部位とは、化合物および薬物代謝酵素において代謝反応が起こる部位である。ピンチングポイントとは、反応部位と結合部位とを少なくとも繋ぐ原子である。オープンスペース部位とは、ピンチングポイントと繋がる結合部位および反応部位以外の部位（原子群）である。
すなわち、本発明は、上述の４箇所それぞれを評価することにより、薬物代謝酵素の分子種および反応部位を予測する。
したがって、上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明に係る薬物代謝酵素予測装置（薬物代謝酵素予測方法）は、化合物を構成する各原子の座標に関する情報である原子座標情報、前記原子間の結合に関する情報である結合情報、複数の前記原子により構成される環構造に関する情報である環構造情報のうち少なくとも一つを含む化合物構造情報を取得する化合物構造情報取得手段（化合物構造情報取得工程）と、前記化合物構造情報取得手段（化合物構造情報取得工程）により取得された前記化合物構造情報から、前記化合物と薬物代謝酵素とが結合する部位である結合部位および結合する前記薬物代謝酵素の分子種を同定するための結合部位同定条件に基づいて、当該化合物構造情報に対応する前記化合物における前記結合部位を構成する前記原子に関する情報である結合部位情報および前記分子種に関する情報である分子種情報を同定する結合部位・分子種情報同定手段（結合部位・分子種情報同定工程）と、前記結合部位・分子種情報同定手段（結合部位・分子種情報同定工程）により同定された前記結合部位情報および前記化合物構造情報から、前記化合物および前記薬物代謝酵素において代謝反応が起こる部位である反応部位と前記結合部位とを少なくとも繋ぐ前記原子であるピンチングポイントを特定し、特定された前記ピンチングポイントの前記原子に関する情報であるピンチングポイント情報および当該ピンチングポイント情報に対応する前記ピンチングポイントと繋がる前記反応部位を構成する前記原子に関する情報である前記反応部位情報を取得するピンチングポイント・反応部位情報取得手段（ピンチングポイント・反応部位情報取得工程）と、前記ピンチングポイント・反応部位情報取得手段（ピンチングポイント・反応部位情報取得工程）により取得された前記反応部位情報を、前記分子種情報および前記化合物構造情報から、前記反応部位を同定するための反応部位同定条件に基づいて同定する反応部位情報同定手段（反応部位情報同定工程）と、前記ピンチングポイント・反応部位情報取得手段（ピンチングポイント・反応部位情報取得工程）により取得された前記ピンチングポイント情報を、前記分子種情報および前記化合物構造情報から、前記ピンチングポイントを同定するためのピンチングポイント同定条件に基づいて同定するピンチングポイント情報同定手段（ピンチングポイント情報同定工程）と、を備えた（含んだ）ことを特徴とする。
また、本発明に係る薬物代謝酵素予測装置（薬物代謝酵素予測方法）は、前記発明に係る薬物代謝酵素予測装置（薬物代謝酵素予測方法）において、前記結合部位・分子種情報同定手段（結合部位・分子種情報同定工程）は、予め定めた結合部位選択基準に基づいて前記結合部位を選択させる結合部位選択手段（結合部位選択工程）と、前記結合部位選択手段（結合部位選択工程）により選択された前記結合部位の前記結合部位情報を前記化合物構造情報から取得する結合部位情報取得手段（結合部位情報取得工程）と、前記結合部位情報取得手段（結合部位情報取得工程）により取得された前記結合部位情報を、前記化合物構造情報から、前記結合部位同定条件に基づいて同定し、同定された前記結合部位情報に対応する前記分子種を前記分子種情報として同定する取得結合部位・分子種情報同定手段（取得結合部位・分子種情報同定工程）と、をさらに備えた（含んだ）ことを特徴とする。
また、本発明に係る薬物代謝酵素予測装置（薬物代謝酵素予測方法）は、前記発明に係る薬物代謝酵素予測装置（薬物代謝酵素予測方法）において、前記結合部位同定条件は、前記結合部位を構成する前記原子の前記原子座標情報の範囲である結合部位座標範囲を、予め定めた前記分子種ごとに規定した条件であることを特徴とし、前記取得結合部位・分子種情報同定手段（取得結合部位・分子種情報同定工程）は、前記結合部位情報取得手段（結合部位情報取得工程）により取得された前記結合部位情報に対応する前記結合部位を構成する前記原子の前記原子座標情報が前記結合部位同定条件で規定された前記結合部位座標範囲を満たす場合に当該結合部位情報を同定し、満たした前記結合部位座標範囲に対応する前記分子種を前記分子種情報として同定する座標基準取得結合部位・分子種情報同定手段（座標基準取得結合部位・分子種情報同定工程）をさらに備えた（含んだ）こと特徴とする。
また、本発明に係る薬物代謝酵素予測装置（薬物代謝酵素予測方法）は、前記発明に係る薬物代謝酵素予測装置（薬物代謝酵素予測方法）において、前記ピンチングポイント・反応部位情報取得手段（ピンチングポイント・反応部位情報取得工程）は、前記結合部位・分子種情報同定手段（結合部位・分子種情報同定工程）により同定された前記結合部位情報に対応する前記結合部位を構成する前記原子と繋がる前記原子である直接結合原子および当該直接結合原子と繋がる前記原子を、前記化合物構造情報に含まれる前記結合情報に基づいて特定する原子特定手段（原子特定工程）と、前記原子特定手段（原子特定工程）により特定された前記原子が前記環構造を構成する前記原子であるか否かを前記化合物構造情報に含まれる前記環構造情報に基づいて判定する環構造判定手段（環構造判定工程）と、前記環構造判定手段（環構造判定工程）により前記原子特定手段（原子特定工程）により特定された前記原子が前記環構造を構成する前記原子であると判定された場合、特定された前記原子および当該原子と前記環構造を構成する他の前記原子を、前記反応部位を構成する前記原子として特定し、前記原子特定手段により特定された前記直接結合原子を前記ピンチングポイントとして特定するピンチングポイント・反応部位特定手段（ピンチングポイント・反応部位特定工程）と、前記ピンチングポイント・反応部位特定手段（ピンチングポイント・反応部位特定工程）により特定された前記ピンチングポイントの前記ピンチングポイント情報および特定された前記反応部位の前記反応部位情報を、前記結合部位情報および前記化合物構造情報から取得する特定ピンチングポイント・反応部位情報取得手段（特定ピンチングポイント・反応部位情報取得工程）と、をさらに備えた（含んだ）ことを特徴とする。
また、本発明に係る薬物代謝酵素予測装置（薬物代謝酵素予測方法）は、前記発明に係る薬物代謝酵素予測装置（薬物代謝酵素予測方法）において、前記反応部位同定条件は、前記反応部位を構成する前記原子の前記原子座標情報の範囲である反応部位座標範囲、前記反応部位を構成する前記原子と前記ピンチングポイントとの角度値の範囲である反応部位角度範囲および前記反応部位を構成する前記原子と前記ピンチングポイントとの距離値の範囲である反応部位距離範囲を、予め定めた前記分子種ごとに規定した条件であることを特徴とし、前記反応部位情報同定手段（反応部位情報同定工程）は、前記ピンチングポイント・反応部位情報取得手段（ピンチングポイント・反応部位情報取得工程）により取得された前記反応部位情報に対応する前記反応部位を構成する前記原子の前記原子座標情報が、同定された前記分子種情報に対応する前記分子種において、前記反応部位同定条件で規定された前記反応部位座標範囲を満たすか否かを判定する座標基準反応部位情報判定手段（座標基準反応部位情報判定工程）と、前記反応部位情報に対応する前記反応部位を構成する前記原子と前記ピンチングポイント情報に対応する前記ピンチングポイントとの前記角度値を算出し、算出された前記角度値が、同定された前記分子種情報に対応する前記分子種において、前記反応部位同定条件で規定された前記反応部位角度範囲を満たすか否かを判定する角度基準反応部位情報判定手段（角度基準反応部位情報判定工程）と、前記反応部位情報に対応する前記反応部位を構成する前記原子と前記ピンチングポイント情報に対応する前記ピンチングポイントとの前記距離値を算出し、算出された前記距離値が、同定された前記分子種情報に対応する前記分子種において、前記反応部位同定条件で規定された前記反応部位距離範囲を満たすか否かを判定する距離基準反応部位情報判定手段（距離基準反応部位情報判定工程）と、前記座標基準反応部位情報判定手段（座標基準反応部位情報判定工程）、前記角度基準反応部位情報判定手段（角度基準反応部位情報判定工程）および前記距離基準反応部位情報判定手段（距離基準反応部位情報判定工程）により満たすと判定された前記反応部位情報を、前記反応部位同定条件を満たした前記反応部位情報として同定する判定結果基準反応部位情報同定手段（判定結果基準反応部位情報同定工程）と、をさらに備えた（含んだ）ことを特徴とする。
また、本発明に係る薬物代謝酵素予測装置（薬物代謝酵素予測方法）は、前記発明に係る薬物代謝酵素予測装置（薬物代謝酵素予測方法）において、前記ピンチングポイント同定条件は、前記ピンチングポイントの前記原子の前記原子座標情報の範囲であるピンチングポイント座標範囲を、予め定めた前記分子種ごとに規定した条件であることを特徴とし、前記ピンチングポイント情報同定手段（ピンチングポイント情報同定工程）は、前記ピンチングポイント・反応部位情報取得手段（ピンチングポイント・反応部位情報取得工程）により取得された前記ピンチングポイント情報に対応する前記ピンチングポイントの前記原子の前記原子座標情報が、同定された前記分子種情報に対応する前記分子種において、前記ピンチングポイント同定条件で規定された前記ピンチングポイント座標範囲を満たす場合に当該ピンチングポイント情報を同定する座標基準ピンチングポイント情報同定手段（座標基準ピンチングポイント情報同定工程）をさらに備えた（含んだ）こと特徴とする。
また、本発明に係る薬物代謝酵素予測装置（薬物代謝酵素予測方法）は、前記発明に係る薬物代謝酵素予測装置（薬物代謝酵素予測方法）において、前記反応部位情報同定手段（反応部位情報同定工程）により同定された前記反応部位情報に対応する前記反応部位および前記結合部位・分子種情報同定手段（結合部位・分子種情報同定工程）により同定された前記結合部位情報に対応する前記結合部位以外であって前記ピンチングポイント情報同定手段（ピンチングポイント情報同定工程）により同定された前記ピンチングポイント情報に対応する前記ピンチングポイントと繋がる部位であるオープンスペース部位が存在する場合、前記結合部位情報、前記反応部位情報、前記ピンチングポイント情報および前記化合物構造情報から、前記オープンスペース部位を構成する前記原子に関する情報であるオープンスペース部位情報を取得するオープンスペース部位情報取得手段（オープンスペース部位情報取得工程）と、前記オープンスペース部位情報取得手段（オープンスペース部位情報取得工程）により取得された前記オープンスペース部位情報を、前記分子種情報および前記化合物構造情報から、前記オープンスペース部位を同定するためのオープンスペース部位同定条件に基づいて同定するオープンスペース部位情報同定手段（オープンスペース部位情報同定工程）と、をさらに備えた（含んだ）ことを特徴とする。
また、本発明に係る薬物代謝酵素予測装置（薬物代謝酵素予測方法）は、前記発明に係る薬物代謝酵素予測装置（薬物代謝酵素予測方法）において、前記オープンスペース部位同定条件は、前記オープンスペース部位を構成する前記原子の前記原子座標情報の範囲であるオープンスペース部位座標範囲を、予め定めた前記分子種ごとに規定した条件であることを特徴とし、前記オープンスペース部位情報同定手段（オープンスペース部位情報同定工程）は、前記オープンスペース部位情報取得手段（オープンスペース部位情報取得工程）により取得された前記オープンスペース部位情報に対応する前記オープンスペース部位を構成する前記原子の前記原子座標情報が、同定された前記分子種情報に対応する前記分子種において、前記オープンスペース部位同定条件で規定された前記オープンスペース部位座標範囲を満たす場合に当該オープンスペース部位情報を同定する座標基準オープンスペース部位情報同定手段（座標基準オープンスペース部位情報同定工程）をさらに備えた（含んだ）ことを特徴とする。
また、本発明に係る薬物代謝酵素予測装置（薬物代謝酵素予測方法）は、前記発明に係る薬物代謝酵素予測装置（薬物代謝酵素予測方法）において、前記反応部位情報同定手段（反応部位情報同定工程）により前記反応部位情報が同定された場合、当該反応部位情報に対応する前記反応部位を構成する前記原子または前記反応部位の分子構造における一部分の前記原子の集合である部分構造原子群を、前記反応部位情報が同定された化合物において前記代謝反応が阻害されるか否かを判定するための阻害判定条件に基づいて判定する阻害判定手段（阻害判定工程）をさらに備えた（含んだ）ことを特徴とする。
また、本発明に係る薬物代謝酵素予測プログラムは、化合物を構成する各原子の座標に関する情報である原子座標情報、前記原子間の結合に関する情報である結合情報、複数の前記原子により構成される環構造に関する情報である環構造情報のうち少なくとも一つを含む化合物構造情報を取得する化合物構造情報取得手順と、前記化合物構造情報取得手順により取得された前記化合物構造情報から、前記化合物と薬物代謝酵素とが結合する部位である結合部位および結合する前記薬物代謝酵素の分子種を同定するための結合部位同定条件に基づいて、当該化合物構造情報に対応する前記化合物における前記結合部位を構成する前記原子に関する情報である結合部位情報および前記分子種に関する情報である分子種情報を同定する結合部位・分子種情報同定手順と、前記結合部位・分子種情報同定手順により同定された前記結合部位情報および前記化合物構造情報から、前記化合物および前記薬物代謝酵素において代謝反応が起こる部位である反応部位と前記結合部位とを少なくとも繋ぐ前記原子であるピンチングポイントを特定し、特定された前記ピンチングポイントの前記原子に関する情報であるピンチングポイント情報および当該ピンチングポイント情報に対応する前記ピンチングポイントと繋がる前記反応部位を構成する前記原子に関する情報である前記反応部位情報を取得するピンチングポイント・反応部位情報取得手順と、前記ピンチングポイント・反応部位情報取得手順により取得された前記反応部位情報を、前記分子種情報および前記化合物構造情報から、前記反応部位を同定するための反応部位同定条件に基づいて同定する反応部位情報同定手順と、前記ピンチングポイント・反応部位情報取得手順により取得された前記ピンチングポイント情報を、前記分子種情報および前記化合物構造情報から、前記ピンチングポイントを同定するためのピンチングポイント同定条件に基づいて同定するピンチングポイント情報同定手順と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。
また、本発明に係る薬物代謝酵素予測プログラムは、前記発明に係る薬物代謝酵素予測プログラムにおいて、前記結合部位・分子種情報同定手順は、予め定めた結合部位選択基準に基づいて前記結合部位を選択させる結合部位選択手順と、前記結合部位選択手順により選択された前記結合部位の前記結合部位情報を前記化合物構造情報から取得する結合部位情報取得手順と、前記結合部位情報取得手順により取得された前記結合部位情報を、前記化合物構造情報から、前記結合部位同定条件に基づいて同定し、同定された前記結合部位情報に対応する前記分子種を前記分子種情報として同定する取得結合部位・分子種情報同定手順と、をさらにコンピュータに実行させることを特徴とする。
また、本発明に係る薬物代謝酵素予測プログラムは、前記発明に係る薬物代謝酵素予測プログラムにおいて、前記結合部位同定条件は、前記結合部位を構成する前記原子の前記原子座標情報の範囲である結合部位座標範囲を、予め定めた前記分子種ごとに規定した条件であることを特徴とし、前記取得結合部位・分子種情報同定手順は、前記結合部位情報取得手順により取得された前記結合部位情報に対応する前記結合部位を構成する前記原子の前記原子座標情報が前記結合部位同定条件で規定された前記結合部位座標範囲を満たす場合に当該結合部位情報を同定し、満たした前記結合部位座標範囲に対応する前記分子種を前記分子種情報として同定する座標基準取得結合部位・分子種情報同定手順をさらにコンピュータに実行させることを特徴とする。
また、本発明に係る薬物代謝酵素予測プログラムは、前記発明に係る薬物代謝酵素予測プログラムにおいて、前記ピンチングポイント・反応部位情報取得手順は、前記結合部位・分子種情報同定手順により同定された前記結合部位情報に対応する前記結合部位を構成する前記原子と繋がる前記原子である直接結合原子および当該直接結合原子と繋がる前記原子を、前記化合物構造情報に含まれる前記結合情報に基づいて特定する原子特定手順と、前記原子特定手順により特定された前記原子が前記環構造を構成する前記原子であるか否かを前記化合物構造情報に含まれる前記環構造情報に基づいて判定する環構造判定手順と、前記環構造判定手順により前記原子特定手順により特定された前記原子が前記環構造を構成する前記原子であると判定された場合、特定された前記原子および当該原子と前記環構造を構成する他の前記原子を、前記反応部位を構成する前記原子として特定し、前記原子特定手順により特定された前記直接結合原子を前記ピンチングポイントとして特定するピンチングポイント・反応部位特定手順と、前記ピンチングポイント・反応部位特定手順により特定された前記ピンチングポイントの前記ピンチングポイント情報および特定された前記反応部位の前記反応部位情報を、前記結合部位情報および前記化合物構造情報から取得する特定ピンチングポイント・反応部位情報取得手順と、をさらにコンピュータに実行させることを特徴とする。
また、本発明に係る薬物代謝酵素予測プログラムは、前記発明に係る薬物代謝酵素予測プログラムにおいて、前記反応部位同定条件は、前記反応部位を構成する前記原子の前記原子座標情報の範囲である反応部位座標範囲、前記反応部位を構成する前記原子と前記ピンチングポイントとの角度値の範囲である反応部位角度範囲および前記反応部位を構成する前記原子と前記ピンチングポイントとの距離値の範囲である反応部位距離範囲を、予め定めた前記分子種ごとに規定した条件であることを特徴とし、前記反応部位情報同定手順は、前記ピンチングポイント・反応部位情報取得手順により取得された前記反応部位情報に対応する前記反応部位を構成する前記原子の前記原子座標情報が、同定された前記分子種情報に対応する前記分子種において、前記反応部位同定条件で規定された前記反応部位座標範囲を満たすか否かを判定する座標基準反応部位情報判定手順と、前記反応部位情報に対応する前記反応部位を構成する前記原子と前記ピンチングポイント情報に対応する前記ピンチングポイントとの前記角度値を算出し、算出された前記角度値が、同定された前記分子種情報に対応する前記分子種において、前記反応部位同定条件で規定された前記反応部位角度範囲を満たすか否かを判定する角度基準反応部位情報判定手順と、前記反応部位情報に対応する前記反応部位を構成する前記原子と前記ピンチングポイント情報に対応する前記ピンチングポイントとの前記距離値を算出し、算出された前記距離値が、同定された前記分子種情報に対応する前記分子種において、前記反応部位同定条件で規定された前記反応部位距離範囲を満たすか否かを判定する距離基準反応部位情報判定手順と、前記座標基準反応部位情報判定手順、前記角度基準反応部位情報判定手順および前記距離基準反応部位情報判定手順により満たすと判定された前記反応部位情報を、前記反応部位同定条件を満たした前記反応部位情報として同定する判定結果基準反応部位情報同定手順と、をさらにコンピュータに実行させることを特徴とする。
また、本発明に係る薬物代謝酵素予測プログラムは、前記発明に係る薬物代謝酵素予測プログラムにおいて、前記ピンチングポイント同定条件は、前記ピンチングポイントの前記原子の前記原子座標情報の範囲であるピンチングポイント座標範囲を、予め定めた前記分子種ごとに規定した条件であることを特徴とし、前記ピンチングポイント情報同定手順は、前記ピンチングポイント・反応部位情報取得手順により取得された前記ピンチングポイント情報に対応する前記ピンチングポイントの前記原子の前記原子座標情報が、同定された前記分子種情報に対応する前記分子種において、前記ピンチングポイント同定条件で規定された前記ピンチングポイント座標範囲を満たす場合に当該ピンチングポイント情報を同定する座標基準ピンチングポイント情報同定手順をさらにコンピュータに実行させることを特徴とする。
また、本発明に係る薬物代謝酵素予測プログラムは、前記発明に係る薬物代謝酵素予測プログラムにおいて、前記反応部位情報同定手順により同定された前記反応部位情報に対応する前記反応部位および前記結合部位・分子種情報同定手順により同定された前記結合部位情報に対応する前記結合部位以外であって前記ピンチングポイント情報同定手順により同定された前記ピンチングポイント情報に対応する前記ピンチングポイントと繋がる部位であるオープンスペース部位が存在する場合、前記結合部位情報、前記反応部位情報、前記ピンチングポイント情報および前記化合物構造情報から、前記オープンスペース部位を構成する前記原子に関する情報であるオープンスペース部位情報を取得するオープンスペース部位情報取得手順と、前記オープンスペース部位情報取得手順により取得された前記オープンスペース部位情報を、前記結合部位情報、前記分子種情報および前記化合物構造情報から、前記オープンスペース部位を同定するためのオープンスペース部位同定条件に基づいて同定するオープンスペース部位情報同定手順と、をさらにコンピュータに実行させることを特徴とする。
また、本発明に係る薬物代謝酵素予測プログラムは、前記発明に係る薬物代謝酵素予測プログラムにおいて、前記オープンスペース部位同定条件は、前記オープンスペース部位を構成する前記原子の前記原子座標情報の範囲であるオープンスペース部位座標範囲を、予め定めた前記分子種ごとに規定した条件であることを特徴とし、前記オープンスペース部位情報同定手順は、前記オープンスペース部位情報取得手順により取得された前記オープンスペース部位情報に対応する前記オープンスペース部位を構成する前記原子の前記原子座標情報が、同定された前記分子種情報に対応する前記分子種において、前記オープンスペース部位同定条件で規定された前記オープンスペース部位座標範囲を満たす場合に当該オープンスペース部位情報を同定する座標基準オープンスペース部位情報同定手順をさらにコンピュータに実行させることを特徴とする。
また、本発明に係る薬物代謝酵素予測プログラムは、前記発明に係る薬物代謝酵素予測プログラムにおいて、前記反応部位情報同定手順により前記反応部位情報が同定された場合、当該反応部位情報に対応する前記反応部位を構成する前記原子または前記反応部位の分子構造における一部分の前記原子の集合である部分構造原子群を、前記反応部位情報が同定された化合物において前記代謝反応が阻害されるか否かを判定するための阻害判定条件に基づいて判定する阻害判定手順をさらにコンピュータに実行させることを特徴とする。
また、本発明に係る記録媒体は、前記に記載された薬物代謝酵素予測プログラムを記録したことを特徴とする。
かかる発明によれば、化合物を構成する各原子の座標に関する情報である原子座標情報、原子間の結合に関する情報である結合情報、複数の原子により構成される環構造に関する情報である環構造情報のうち少なくとも一つを含む化合物構造情報を取得し、取得された化合物構造情報から、化合物と薬物代謝酵素とが結合する部位である結合部位および結合する薬物代謝酵素の分子種を同定するための結合部位同定条件に基づいて、当該化合物構造情報に対応する化合物における結合部位を構成する原子に関する情報である結合部位情報および分子種に関する情報である分子種情報を同定し、同定された結合部位情報および化合物構造情報から、化合物および薬物代謝酵素において代謝反応が起こる部位である反応部位と結合部位とを少なくとも繋ぐ原子であるピンチングポイントを特定し、特定されたピンチングポイントの原子に関する情報であるピンチングポイント情報および当該ピンチングポイント情報に対応するピンチングポイントと繋がる反応部位を構成する原子に関する情報である反応部位情報を取得し、取得された反応部位情報を、分子種情報および化合物構造情報から、反応部位を同定するための反応部位同定条件に基づいて同定し、取得されたピンチングポイント情報を、分子種情報および化合物構造情報から、ピンチングポイントを同定するためのピンチングポイント同定条件に基づいて同定するので、予測のためのトレーニングデータを用いず、また化合物の立体的な形状を考慮して、あらゆる化合物に対する、薬物代謝酵素の分子種および化合物における薬物代謝酵素との反応部位を精度よく予測することができる。
ここで、本発明者は、鋭意検討の結果、薬物代謝酵素に、薬物分子を固定する部位が４箇所存在することを見出した。そして、本発明者は、第２５図に示すように、当該４箇所の部位をそれぞれ、結合部位（結合サイトまたは誘引サイト）、反応部位（反応サイト）、ピンチングポイントおよびオープンスペース部位（オープンスペースサイト）と名付けた。第２５図は、化合物における結合部位、反応部位、ピンチングポイントおよびオープンスペース部位を模式的に示す図である。
第２５図において、まず、結合部位とは、化合物と薬物代謝酵素とが結合する部位である。反応部位とは、化合物および薬物代謝酵素において代謝反応が起こる部位である。ピンチングポイントとは、反応部位と結合部位とを少なくとも繋ぐ原子である。オープンスペース部位とは、ピンチングポイントと繋がる結合部位および反応部位以外の部位（原子群）である。
すなわち、本発明は、上述の４箇所それぞれを評価することにより、薬物代謝酵素の分子種および反応部位を予測する。
したがって、上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明に係る薬物代謝酵素予測装置（薬物代謝酵素予測方法）は、化合物を構成する各原子の座標に関する情報である原子座標情報、前記原子間の結合に関する情報である結合情報、複数の前記原子により構成される環構造に関する情報である環構造情報のうち少なくとも一つを含む化合物構造情報を取得する化合物構造情報取得手段（化合物構造情報取得工程）と、前記化合物構造情報取得手段（化合物構造情報取得工程）により取得された前記化合物構造情報から、前記化合物と薬物代謝酵素とが結合する部位である結合部位および結合する前記薬物代謝酵素の分子種を同定するための結合部位同定条件に基づいて、当該化合物構造情報に対応する前記化合物における前記結合部位を構成する前記原子に関する情報である結合部位情報および前記分子種に関する情報である分子種情報を同定する結合部位・分子種情報同定手段（結合部位・分子種情報同定工程）と、前記結合部位・分子種情報同定手段（結合部位・分子種情報同定工程）により同定された前記結合部位情報および前記化合物構造情報から、前記化合物および前記薬物代謝酵素において代謝反応が起こる部位である反応部位と前記結合部位とを少なくとも繋ぐ前記原子であるピンチングポイントを特定し、特定された前記ピンチングポイントの前記原子に関する情報であるピンチングポイント情報および当該ピンチングポイント情報に対応する前記ピンチングポイントと繋がる前記反応部位を構成する前記原子に関する情報である前記反応部位情報を取得するピンチングポイント・反応部位情報取得手段（ピンチングポイント・反応部位情報取得工程）と、前記ピンチングポイント・反応部位情報取得手段（ピンチングポイント・反応部位情報取得工程）により取得された前記反応部位情報を、前記分子種情報および前記化合物構造情報から、前記反応部位を同定するための反応部位同定条件に基づいて同定する反応部位情報同定手段（反応部位情報同定工程）と、前記ピンチングポイント・反応部位情報取得手段（ピンチングポイント・反応部位情報取得工程）により取得された前記ピンチングポイント情報を、前記分子種情報および前記化合物構造情報から、前記ピンチングポイントを同定するためのピンチングポイント同定条件に基づいて同定するピンチングポイント情報同定手段（ピンチングポイント情報同定工程）と、を備えた（含んだ）ことを特徴とする。
また、本発明に係る薬物代謝酵素予測装置（薬物代謝酵素予測方法）は、前記発明に係る薬物代謝酵素予測装置（薬物代謝酵素予測方法）において、前記結合部位・分子種情報同定手段（結合部位・分子種情報同定工程）は、予め定めた結合部位選択基準に基づいて前記結合部位を選択させる結合部位選択手段（結合部位選択工程）と、前記結合部位選択手段（結合部位選択工程）により選択された前記結合部位の前記結合部位情報を前記化合物構造情報から取得する結合部位情報取得手段（結合部位情報取得工程）と、前記結合部位情報取得手段（結合部位情報取得工程）により取得された前記結合部位情報を、前記化合物構造情報から、前記結合部位同定条件に基づいて同定し、同定された前記結合部位情報に対応する前記分子種を前記分子種情報として同定する取得結合部位・分子種情報同定手段（取得結合部位・分子種情報同定工程）と、をさらに備えた（含んだ）ことを特徴とする。
また、本発明に係る薬物代謝酵素予測装置（薬物代謝酵素予測方法）は、前記発明に係る薬物代謝酵素予測装置（薬物代謝酵素予測方法）において、前記結合部位同定条件は、前記結合部位を構成する前記原子の前記原子座標情報の範囲である結合部位座標範囲を、予め定めた前記分子種ごとに規定した条件であることを特徴とし、前記取得結合部位・分子種情報同定手段（取得結合部位・分子種情報同定工程）は、前記結合部位情報取得手段（結合部位情報取得工程）により取得された前記結合部位情報に対応する前記結合部位を構成する前記原子の前記原子座標情報が前記結合部位同定条件で規定された前記結合部位座標範囲を満たす場合に当該結合部位情報を同定し、満たした前記結合部位座標範囲に対応する前記分子種を前記分子種情報として同定する座標基準取得結合部位・分子種情報同定手段（座標基準取得結合部位・分子種情報同定工程）をさらに備えた（含んだ）こと特徴とする。
また、本発明に係る薬物代謝酵素予測装置（薬物代謝酵素予測方法）は、前記発明に係る薬物代謝酵素予測装置（薬物代謝酵素予測方法）において、前記ピンチングポイント・反応部位情報取得手段（ピンチングポイント・反応部位情報取得工程）は、前記結合部位・分子種情報同定手段（結合部位・分子種情報同定工程）により同定された前記結合部位情報に対応する前記結合部位を構成する前記原子と繋がる前記原子である直接結合原子および当該直接結合原子と繋がる前記原子を、前記化合物構造情報に含まれる前記結合情報に基づいて特定する原子特定手段（原子特定工程）と、前記原子特定手段（原子特定工程）により特定された前記原子が前記環構造を構成する前記原子であるか否かを前記化合物構造情報に含まれる前記環構造情報に基づいて判定する環構造判定手段（環構造判定工程）と、前記環構造判定手段（環構造判定工程）により前記原子特定手段（原子特定工程）により特定された前記原子が前記環構造を構成する前記原子であると判定された場合、特定された前記原子および当該原子と前記環構造を構成する他の前記原子を、前記反応部位を構成する前記原子として特定し、前記原子特定手段により特定された前記直接結合原子を前記ピンチングポイントとして特定するピンチングポイント・反応部位特定手段（ピンチングポイント・反応部位特定工程）と、前記ピンチングポイント・反応部位特定手段（ピンチングポイント・反応部位特定工程）により特定された前記ピンチングポイントの前記ピンチングポイント情報および特定された前記反応部位の前記反応部位情報を、前記結合部位情報および前記化合物構造情報から取得する特定ピンチングポイント・反応部位情報取得手段（特定ピンチングポイント・反応部位情報取得工程）と、をさらに備えた（含んだ）ことを特徴とする。
また、本発明に係る薬物代謝酵素予測装置（薬物代謝酵素予測方法）は、前記発明に係る薬物代謝酵素予測装置（薬物代謝酵素予測方法）において、前記反応部位同定条件は、前記反応部位を構成する前記原子の前記原子座標情報の範囲である反応部位座標範囲、前記反応部位を構成する前記原子と前記ピンチングポイントとの角度値の範囲である反応部位角度範囲および前記反応部位を構成する前記原子と前記ピンチングポイントとの距離値の範囲である反応部位距離範囲を、予め定めた前記分子種ごとに規定した条件であることを特徴とし、前記反応部位情報同定手段（反応部位情報同定工程）は、前記ピンチングポイント・反応部位情報取得手段（ピンチングポイント・反応部位情報取得工程）により取得された前記反応部位情報に対応する前記反応部位を構成する前記原子の前記原子座標情報が、同定された前記分子種情報に対応する前記分子種において、前記反応部位同定条件で規定された前記反応部位座標範囲を満たすか否かを判定する座標基準反応部位情報判定手段（座標基準反応部位情報判定工程）と、前記反応部位情報に対応する前記反応部位を構成する前記原子と前記ピンチングポイント情報に対応する前記ピンチングポイントとの前記角度値を算出し、算出された前記角度値が、同定された前記分子種情報に対応する前記分子種において、前記反応部位同定条件で規定された前記反応部位角度範囲を満たすか否かを判定する角度基準反応部位情報判定手段（角度基準反応部位情報判定工程）と、前記反応部位情報に対応する前記反応部位を構成する前記原子と前記ピンチングポイント情報に対応する前記ピンチングポイントとの前記距離値を算出し、算出された前記距離値が、同定された前記分子種情報に対応する前記分子種において、前記反応部位同定条件で規定された前記反応部位距離範囲を満たすか否かを判定する距離基準反応部位情報判定手段（距離基準反応部位情報判定工程）と、前記座標基準反応部位情報判定手段（座標基準反応部位情報判定工程）、前記角度基準反応部位情報判定手段（角度基準反応部位情報判定工程）および前記距離基準反応部位情報判定手段（距離基準反応部位情報判定工程）により満たすと判定された前記反応部位情報を、前記反応部位同定条件を満たした前記反応部位情報として同定する判定結果基準反応部位情報同定手段（判定結果基準反応部位情報同定工程）と、をさらに備えた（含んだ）ことを特徴とする。
また、本発明に係る薬物代謝酵素予測装置（薬物代謝酵素予測方法）は、前記発明に係る薬物代謝酵素予測装置（薬物代謝酵素予測方法）において、前記ピンチングポイント同定条件は、前記ピンチングポイントの前記原子の前記原子座標情報の範囲であるピンチングポイント座標範囲を、予め定めた前記分子種ごとに規定した条件であることを特徴とし、前記ピンチングポイント情報同定手段（ピンチングポイント情報同定工程）は、前記ピンチングポイント・反応部位情報取得手段（ピンチングポイント・反応部位情報取得工程）により取得された前記ピンチングポイント情報に対応する前記ピンチングポイントの前記原子の前記原子座標情報が、同定された前記分子種情報に対応する前記分子種において、前記ピンチングポイント同定条件で規定された前記ピンチングポイント座標範囲を満たす場合に当該ピンチングポイント情報を同定する座標基準ピンチングポイント情報同定手段（座標基準ピンチングポイント情報同定工程）をさらに備えた（含んだ）こと特徴とする。
また、本発明に係る薬物代謝酵素予測装置（薬物代謝酵素予測方法）は、前記発明に係る薬物代謝酵素予測装置（薬物代謝酵素予測方法）において、前記反応部位情報同定手段（反応部位情報同定工程）により同定された前記反応部位情報に対応する前記反応部位および前記結合部位・分子種情報同定手段（結合部位・分子種情報同定工程）により同定された前記結合部位情報に対応する前記結合部位以外であって前記ピンチングポイント情報同定手段（ピンチングポイント情報同定工程）により同定された前記ピンチングポイント情報に対応する前記ピンチングポイントと繋がる部位であるオープンスペース部位が存在する場合、前記結合部位情報、前記反応部位情報、前記ピンチングポイント情報および前記化合物構造情報から、前記オープンスペース部位を構成する前記原子に関する情報であるオープンスペース部位情報を取得するオープンスペース部位情報取得手段（オープンスペース部位情報取得工程）と、前記オープンスペース部位情報取得手段（オープンスペース部位情報取得工程）により取得された前記オープンスペース部位情報を、前記分子種情報および前記化合物構造情報から、前記オープンスペース部位を同定するためのオープンスペース部位同定条件に基づいて同定するオープンスペース部位情報同定手段（オープンスペース部位情報同定工程）と、をさらに備えた（含んだ）ことを特徴とする。
また、本発明に係る薬物代謝酵素予測装置（薬物代謝酵素予測方法）は、前記発明に係る薬物代謝酵素予測装置（薬物代謝酵素予測方法）において、前記オープンスペース部位同定条件は、前記オープンスペース部位を構成する前記原子の前記原子座標情報の範囲であるオープンスペース部位座標範囲を、予め定めた前記分子種ごとに規定した条件であることを特徴とし、前記オープンスペース部位情報同定手段（オープンスペース部位情報同定工程）は、前記オープンスペース部位情報取得手段（オープンスペース部位情報取得工程）により取得された前記オープンスペース部位情報に対応する前記オープンスペース部位を構成する前記原子の前記原子座標情報が、同定された前記分子種情報に対応する前記分子種において、前記オープンスペース部位同定条件で規定された前記オープンスペース部位座標範囲を満たす場合に当該オープンスペース部位情報を同定する座標基準オープンスペース部位情報同定手段（座標基準オープンスペース部位情報同定工程）をさらに備えた（含んだ）ことを特徴とする。
また、本発明に係る薬物代謝酵素予測装置（薬物代謝酵素予測方法）は、前記発明に係る薬物代謝酵素予測装置（薬物代謝酵素予測方法）において、前記反応部位情報同定手段（反応部位情報同定工程）により前記反応部位情報が同定された場合、当該反応部位情報に対応する前記反応部位を構成する前記原子または前記反応部位の分子構造における一部分の前記原子の集合である部分構造原子群を、前記反応部位情報が同定された化合物において前記代謝反応が阻害されるか否かを判定するための阻害判定条件に基づいて判定する阻害判定手段（阻害判定工程）をさらに備えた（含んだ）ことを特徴とする。
また、本発明に係る薬物代謝酵素予測プログラムは、化合物を構成する各原子の座標に関する情報である原子座標情報、前記原子間の結合に関する情報である結合情報、複数の前記原子により構成される環構造に関する情報である環構造情報のうち少なくとも一つを含む化合物構造情報を取得する化合物構造情報取得手順と、前記化合物構造情報取得手順により取得された前記化合物構造情報から、前記化合物と薬物代謝酵素とが結合する部位である結合部位および結合する前記薬物代謝酵素の分子種を同定するための結合部位同定条件に基づいて、当該化合物構造情報に対応する前記化合物における前記結合部位を構成する前記原子に関する情報である結合部位情報および前記分子種に関する情報である分子種情報を同定する結合部位・分子種情報同定手順と、前記結合部位・分子種情報同定手順により同定された前記結合部位情報および前記化合物構造情報から、前記化合物および前記薬物代謝酵素において代謝反応が起こる部位である反応部位と前記結合部位とを少なくとも繋ぐ前記原子であるピンチングポイントを特定し、特定された前記ピンチングポイントの前記原子に関する情報であるピンチングポイント情報および当該ピンチングポイント情報に対応する前記ピンチングポイントと繋がる前記反応部位を構成する前記原子に関する情報である前記反応部位情報を取得するピンチングポイント・反応部位情報取得手順と、前記ピンチングポイント・反応部位情報取得手順により取得された前記反応部位情報を、前記分子種情報および前記化合物構造情報から、前記反応部位を同定するための反応部位同定条件に基づいて同定する反応部位情報同定手順と、前記ピンチングポイント・反応部位情報取得手順により取得された前記ピンチングポイント情報を、前記分子種情報および前記化合物構造情報から、前記ピンチングポイントを同定するためのピンチングポイント同定条件に基づいて同定するピンチングポイント情報同定手順と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。
また、本発明に係る薬物代謝酵素予測プログラムは、前記発明に係る薬物代謝酵素予測プログラムにおいて、前記結合部位・分子種情報同定手順は、予め定めた結合部位選択基準に基づいて前記結合部位を選択させる結合部位選択手順と、前記結合部位選択手順により選択された前記結合部位の前記結合部位情報を前記化合物構造情報から取得する結合部位情報取得手順と、前記結合部位情報取得手順により取得された前記結合部位情報を、前記化合物構造情報から、前記結合部位同定条件に基づいて同定し、同定された前記結合部位情報に対応する前記分子種を前記分子種情報として同定する取得結合部位・分子種情報同定手順と、をさらにコンピュータに実行させることを特徴とする。
また、本発明に係る薬物代謝酵素予測プログラムは、前記発明に係る薬物代謝酵素予測プログラムにおいて、前記結合部位同定条件は、前記結合部位を構成する前記原子の前記原子座標情報の範囲である結合部位座標範囲を、予め定めた前記分子種ごとに規定した条件であることを特徴とし、前記取得結合部位・分子種情報同定手順は、前記結合部位情報取得手順により取得された前記結合部位情報に対応する前記結合部位を構成する前記原子の前記原子座標情報が前記結合部位同定条件で規定された前記結合部位座標範囲を満たす場合に当該結合部位情報を同定し、満たした前記結合部位座標範囲に対応する前記分子種を前記分子種情報として同定する座標基準取得結合部位・分子種情報同定手順をさらにコンピュータに実行させることを特徴とする。
また、本発明に係る薬物代謝酵素予測プログラムは、前記発明に係る薬物代謝酵素予測プログラムにおいて、前記ピンチングポイント・反応部位情報取得手順は、前記結合部位・分子種情報同定手順により同定された前記結合部位情報に対応する前記結合部位を構成する前記原子と繋がる前記原子である直接結合原子および当該直接結合原子と繋がる前記原子を、前記化合物構造情報に含まれる前記結合情報に基づいて特定する原子特定手順と、前記原子特定手順により特定された前記原子が前記環構造を構成する前記原子であるか否かを前記化合物構造情報に含まれる前記環構造情報に基づいて判定する環構造判定手順と、前記環構造判定手順により前記原子特定手順により特定された前記原子が前記環構造を構成する前記原子であると判定された場合、特定された前記原子および当該原子と前記環構造を構成する他の前記原子を、前記反応部位を構成する前記原子として特定し、前記原子特定手順により特定された前記直接結合原子を前記ピンチングポイントとして特定するピンチングポイント・反応部位特定手順と、前記ピンチングポイント・反応部位特定手順により特定された前記ピンチングポイントの前記ピンチングポイント情報および特定された前記反応部位の前記反応部位情報を、前記結合部位情報および前記化合物構造情報から取得する特定ピンチングポイント・反応部位情報取得手順と、をさらにコンピュータに実行させることを特徴とする。
また、本発明に係る薬物代謝酵素予測プログラムは、前記発明に係る薬物代謝酵素予測プログラムにおいて、前記反応部位同定条件は、前記反応部位を構成する前記原子の前記原子座標情報の範囲である反応部位座標範囲、前記反応部位を構成する前記原子と前記ピンチングポイントとの角度値の範囲である反応部位角度範囲および前記反応部位を構成する前記原子と前記ピンチングポイントとの距離値の範囲である反応部位距離範囲を、予め定めた前記分子種ごとに規定した条件であることを特徴とし、前記反応部位情報同定手順は、前記ピンチングポイント・反応部位情報取得手順により取得された前記反応部位情報に対応する前記反応部位を構成する前記原子の前記原子座標情報が、同定された前記分子種情報に対応する前記分子種において、前記反応部位同定条件で規定された前記反応部位座標範囲を満たすか否かを判定する座標基準反応部位情報判定手順と、前記反応部位情報に対応する前記反応部位を構成する前記原子と前記ピンチングポイント情報に対応する前記ピンチングポイントとの前記角度値を算出し、算出された前記角度値が、同定された前記分子種情報に対応する前記分子種において、前記反応部位同定条件で規定された前記反応部位角度範囲を満たすか否かを判定する角度基準反応部位情報判定手順と、前記反応部位情報に対応する前記反応部位を構成する前記原子と前記ピンチングポイント情報に対応する前記ピンチングポイントとの前記距離値を算出し、算出された前記距離値が、同定された前記分子種情報に対応する前記分子種において、前記反応部位同定条件で規定された前記反応部位距離範囲を満たすか否かを判定する距離基準反応部位情報判定手順と、前記座標基準反応部位情報判定手順、前記角度基準反応部位情報判定手順および前記距離基準反応部位情報判定手順により満たすと判定された前記反応部位情報を、前記反応部位同定条件を満たした前記反応部位情報として同定する判定結果基準反応部位情報同定手順と、をさらにコンピュータに実行させることを特徴とする。
また、本発明に係る薬物代謝酵素予測プログラムは、前記発明に係る薬物代謝酵素予測プログラムにおいて、前記ピンチングポイント同定条件は、前記ピンチングポイントの前記原子の前記原子座標情報の範囲であるピンチングポイント座標範囲を、予め定めた前記分子種ごとに規定した条件であることを特徴とし、前記ピンチングポイント情報同定手順は、前記ピンチングポイント・反応部位情報取得手順により取得された前記ピンチングポイント情報に対応する前記ピンチングポイントの前記原子の前記原子座標情報が、同定された前記分子種情報に対応する前記分子種において、前記ピンチングポイント同定条件で規定された前記ピンチングポイント座標範囲を満たす場合に当該ピンチングポイント情報を同定する座標基準ピンチングポイント情報同定手順をさらにコンピュータに実行させることを特徴とする。
また、本発明に係る薬物代謝酵素予測プログラムは、前記発明に係る薬物代謝酵素予測プログラムにおいて、前記反応部位情報同定手順により同定された前記反応部位情報に対応する前記反応部位および前記結合部位・分子種情報同定手順により同定された前記結合部位情報に対応する前記結合部位以外であって前記ピンチングポイント情報同定手順により同定された前記ピンチングポイント情報に対応する前記ピンチングポイントと繋がる部位であるオープンスペース部位が存在する場合、前記結合部位情報、前記反応部位情報、前記ピンチングポイント情報および前記化合物構造情報から、前記オープンスペース部位を構成する前記原子に関する情報であるオープンスペース部位情報を取得するオープンスペース部位情報取得手順と、前記オープンスペース部位情報取得手順により取得された前記オープンスペース部位情報を、前記結合部位情報、前記分子種情報および前記化合物構造情報から、前記オープンスペース部位を同定するためのオープンスペース部位同定条件に基づいて同定するオープンスペース部位情報同定手順と、をさらにコンピュータに実行させることを特徴とする。
また、本発明に係る薬物代謝酵素予測プログラムは、前記発明に係る薬物代謝酵素予測プログラムにおいて、前記オープンスペース部位同定条件は、前記オープンスペース部位を構成する前記原子の前記原子座標情報の範囲であるオープンスペース部位座標範囲を、予め定めた前記分子種ごとに規定した条件であることを特徴とし、前記オープンスペース部位情報同定手順は、前記オープンスペース部位情報取得手順により取得された前記オープンスペース部位情報に対応する前記オープンスペース部位を構成する前記原子の前記原子座標情報が、同定された前記分子種情報に対応する前記分子種において、前記オープンスペース部位同定条件で規定された前記オープンスペース部位座標範囲を満たす場合に当該オープンスペース部位情報を同定する座標基準オープンスペース部位情報同定手順をさらにコンピュータに実行させることを特徴とする。
また、本発明に係る薬物代謝酵素予測プログラムは、前記発明に係る薬物代謝酵素予測プログラムにおいて、前記反応部位情報同定手順により前記反応部位情報が同定された場合、当該反応部位情報に対応する前記反応部位を構成する前記原子または前記反応部位の分子構造における一部分の前記原子の集合である部分構造原子群を、前記反応部位情報が同定された化合物において前記代謝反応が阻害されるか否かを判定するための阻害判定条件に基づいて判定する阻害判定手順をさらにコンピュータに実行させることを特徴とする。
また、本発明に係る記録媒体は、前記に記載された薬物代謝酵素予測プログラムを記録したことを特徴とする。
かかる発明によれば、化合物を構成する各原子の座標に関する情報である原子座標情報、原子間の結合に関する情報である結合情報、複数の原子により構成される環構造に関する情報である環構造情報のうち少なくとも一つを含む化合物構造情報を取得し、取得された化合物構造情報から、化合物と薬物代謝酵素とが結合する部位である結合部位および結合する薬物代謝酵素の分子種を同定するための結合部位同定条件に基づいて、当該化合物構造情報に対応する化合物における結合部位を構成する原子に関する情報である結合部位情報および分子種に関する情報である分子種情報を同定し、同定された結合部位情報および化合物構造情報から、化合物および薬物代謝酵素において代謝反応が起こる部位である反応部位と結合部位とを少なくとも繋ぐ原子であるピンチングポイントを特定し、特定されたピンチングポイントの原子に関する情報であるピンチングポイント情報および当該ピンチングポイント情報に対応するピンチングポイントと繋がる反応部位を構成する原子に関する情報である反応部位情報を取得し、取得された反応部位情報を、分子種情報および化合物構造情報から、反応部位を同定するための反応部位同定条件に基づいて同定し、取得されたピンチングポイント情報を、分子種情報および化合物構造情報から、ピンチングポイントを同定するためのピンチングポイント同定条件に基づいて同定するので、予測のためのトレーニングデータを用いず、また化合物の立体的な形状を考慮して、あらゆる化合物に対する、薬物代謝酵素の分子種および化合物における薬物代謝酵素との反応部位を精度よく予測することができる。
第１図は、本発明の基本原理を示す原理構成図であり、第２図は、本発明が適用される本システムの構成の一例を示すブロック図であり、第３図は、化合物構造情報ファイル１０６ａに格納される情報の一例を示す図であり、第４図は、結合部位同定条件ファイル１０６ｂに格納される情報の一例を示す図であり、第５図は、結合部位・分子種情報ファイル１０６ｃに格納される情報の一例を示す図であり、第６図は、ピンチングポイント情報ファイル１０６ｄに格納される情報の一例を示す図であり、第７図は、反応部位情報ファイル１０６ｅに格納される情報の一例を示す図であり、第８図は、反応部位同定条件ファイル１０６ｆに格納される情報の一例を示す図であり、第９図は、ピンチングポイント同定条件ファイル１０６ｇに格納される情報の一例を示す図であり、第１０図は、オープンスペース部位情報ファイル１０６ｈに格納される情報の一例を示す図であり、第１１図は、オープンスペース部位同定条件ファイル１０６ｉに格納される情報の一例を示す図であり、第１２図は、予測結果ファイル１０６ｊに格納される情報の一例を示す図であり、第１３図は、本発明が適用される本システムの結合部位・分子種同定部１０２ｂの構成の一例を示すブロック図であり、第１４図は、本発明が適用される本システムのピンチングポイント・反応部位情報取得部１０２ｃの構成の一例を示すブロック図であり、第１５図は、本発明が適用される本システムの反応部位情報同定部１０２ｄの構成の一例を示すブロック図であり、第１６図は、本発明が適用される本システムのピンチングポイント情報同定部１０２ｅの構成の一例を示すブロック図であり、第１７図は、本発明が適用される本システムのオープンスペース部位情報同定部１０２ｇの構成の一例を示すブロック図であり、第１８図は、本実施形態における本システムのメイン処理の一例を示すフローチャートであり、第１９図は、本実施形態における本システムの結合部位・分子種情報同定処理の一例を示すフローチャートであり、第２０図は、本実施形態における本システムのピンチングポイント・反応部位情報取得処理の一例を示すフローチャートであり、第２１図は、本実施形態における本システムの反応部位情報同定処理の一例を示すフローチャートであり、第２２図は、本実施形態における本システムの反応部位座標範囲判定処理の一例を示すフローチャートであり、第２３図は、本実施形態における本システムのピンチングポイント情報同定処理の一例を示すフローチャートであり、第２４図は、本実施形態における本システムのオープンスペース部位情報同定処理の一例を示すフローチャートであり、第２５図は、化合物における結合部位、反応部位、ピンチングポイントおよびオープンスペース部位を模式的に示す図であり、第２６図は、結合部位選択基準の一例を模式的に示す図であり、第２７図は、結合部位同定条件の一例を模式的に示す図であり、第２８図は、反応部位同定条件の一例を模式的に示す図であり、第２９図は、反応部位同定条件の一例を模式的に示す図であり、第３０図は、オープンスペース部位同定条件の一例を模式的に示す図であり、第３１図は、本実施例における薬物代謝酵素予測装置１００のメイン処理の一例を示す説明図である。
以下に、本発明に係る薬物代謝酵素予測装置、薬物代謝酵素予測方法、薬物代謝酵素予測プログラムおよび記録媒体の好適な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
［本発明の概要］
以下、本発明の概要について説明し、その後、本発明の構成および処理等について詳細に説明する。
第１図は、本発明の基本原理を示す原理構成図である。
本発明は、概略的に、以下の基本的特徴を有する。すなわち、本発明は、まず、化合物を構成する各原子の座標に関する情報である原子座標情報、原子間の結合に関する情報である結合情報、複数の原子により構成される環構造に関する情報である環構造情報のうち少なくとも一つを含む化合物構造情報を取得する（ステップＳ−１）。
ついで、ステップＳ−１にて取得された化合物構造情報から、化合物と薬物代謝酵素とが結合する部位である結合部位および結合する薬物代謝酵素の分子種を同定するための結合部位同定条件に基づいて、当該化合物構造情報に対応する化合物における結合部位を構成する原子に関する情報である結合部位情報および分子種に関する情報である分子種情報を同定する（ステップＳ−２）。
ついで、ステップＳ−２にて同定された結合部位情報およびステップＳ−１にて取得した化合物構造情報から、化合物および薬物代謝酵素において代謝反応が起こる部位である反応部位と結合部位とを少なくとも繋ぐ原子であるピンチングポイントを特定し、特定されたピンチングポイントの原子に関する情報であるピンチングポイント情報および当該ピンチングポイント情報に対応するピンチングポイントと繋がる反応部位を構成する原子に関する情報である反応部位情報を取得する（ステップＳ−３）。
ついで、ステップＳ−３にて取得された反応部位情報を、分子種情報および化合物構造情報から、反応部位を同定するための反応部位同定条件に基づいて同定する（ステップＳ−４）。
ついで、ステップＳ−３にて取得されたピンチングポイント情報を、分子種情報および化合物構造情報から、ピンチングポイントを同定するためのピンチングポイント同定条件に基づいて同定する（ステップＳ−５）。
ここで、ステップＳ−４にて同定された反応部位情報に対応する反応部位およびステップＳ−２にて同定された結合部位情報に対応する結合部位以外であってステップＳ−５にて同定されたピンチングポイント情報に対応するピンチングポイントと繋がる部位であるオープンスペース部位が存在する場合、結合部位情報、反応部位情報、ピンチングポイント情報および化合物構造情報から、オープンスペース部位を構成する原子に関する情報であるオープンスペース部位情報を取得し、取得されたオープンスペース部位情報を、分子種情報および化合物構造情報から、オープンスペース部位を同定するためのオープンスペース部位同定条件に基づいて同定してもよい。
また、ステップＳ−４にて反応部位情報が同定された場合、当該反応部位情報に対応する反応部位を構成する原子または反応部位の分子構造における一部分の原子の集合である部分構造原子群を、反応部位情報が同定された化合物において代謝反応が阻害されるか否かを判定するための阻害判定条件（例えば、予め定めた阻害原子一覧表など）に基づいて判定してもよい。
また、同定（予測）された、化合物における結合部位情報、分子種情報、反応部位情報、ピンチングポイント情報、オープンスペース部位情報および阻害判定結果のうち少なくとも一つを、化合物に対する予測結果として出力してもよい。
このように、本発明によれば、化合物構造情報から、化合物における結合部位、ピンチングポイント、反応部位、オープンスペース部位を自動的に同定することができるので、予測のためのトレーニングデータを用いずに、また化合物の立体的な形状を考慮して、あらゆる化合物に対する、薬物代謝酵素の分子種および化合物における薬物代謝酵素との反応部位を精度よく予測することができる。
また、本発明によれば、薬物代謝酵素との反応部位が同定された化合物に対して、さらに、同定された反応部位に代謝反応を阻害する原子が含まれているか否かを判定（確認）することができるので、例えば医薬品開発の初期のステージにおいて有用な化合物群を精度よく絞り込むことができる。
［システム構成］
つぎに、本システムの構成について詳細に説明する。
第２図は、本発明が適用される本システムの構成の一例を示すブロック図であり、該構成のうち本発明に関係する部分のみを概念的に示している。
第２図において、ネットワーク３００は、薬物代謝酵素予測装置１００と外部システム２００とを相互に接続する機能を有し、例えば、インターネット等である。
第２図において、外部システム２００は、ネットワーク３００を介して、薬物代謝酵素予測装置１００と相互に接続され、利用者に対して化合物ライブラリや化合物構造情報などに関する外部データベースや各種の外部プログラムを実行するウェブサイトを提供する機能を有する。
ここで、外部システム２００は、ＷＥＢサーバやＡＳＰサーバ等として構成してもよく、そのハードウェア構成は、一般に市販されるワークステーション、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置およびその付属装置により構成してもよい。また、外部システム２００の各機能は、外部システム２００のハードウェア構成中のＣＰＵ、ディスク装置、メモリ装置、入力装置、出力装置、通信制御装置等およびそれらを制御するプログラム等により実現される。
第２図において、薬物代謝酵素予測装置１００は、概略的に、薬物代謝酵素予測装置１００の全体を統括的に制御するＣＰＵ等の制御部１０２、通信回線等に接続されるルータ等の通信装置（図示せず）に接続される通信制御インターフェース部１０４、各種のデータベースやファイルなどを格納する記憶部１０６、および、入力装置１１２や出力装置１１４に接続される入出力制御インターフェース部１０８を備えて構成されており、これら各部は任意の通信路を介して通信可能に接続されている。さらに、この薬物代謝酵素予測装置１００は、ルータ等の通信装置および専用線等の有線または無線の通信回線を介して、ネットワーク３００に通信可能に接続されている。
第２図の記憶部１０６に格納される各種のデータベースやテーブルやファイル（化合物構造情報ファイル１０６ａ〜予測結果ファイル１０６ｊ）は、固定ディスク装置等のストレージ手段であり、各種処理に用いる各種のプログラムやテーブルやファイルやデータベースやウェブページ用ファイル等を格納する。
これら記憶部１０６の各構成要素のうち、化合物構造情報ファイル１０６ａは、化合物を構成する各原子の座標に関する情報である原子座標情報、原子間の結合に関する情報である結合情報、複数の原子により構成される環構造に関する情報である環構造情報のうち少なくとも一つを含む化合物構造情報を格納する化合物構造情報格納手段である。ここで、化合物構造情報ファイル１０６ａに格納される情報について第３図を参照して説明する。
第３図は、化合物構造情報ファイル１０６ａに格納される情報の一例を示す図である。第３図に示すように、この化合物構造情報ファイル１０６ａに格納される情報は、化合物を構成する原子を一意に識別するための原子識別情報と、原子識別情報に対応する原子の元素記号と、原子識別情報に対応する原子の原子座標情報（ｘ座標値、ｙ座標値、ｚ座標値）と、結合情報を一意に識別するための結合識別情報、結合識別情報における原子識別情報に対応する原子と結合する原子の原子識別情報および結合の種別に関する結合種別情報を含む結合情報と、環構造情報を一意に識別するための環識別情報および環構造を構成する原子の原子識別情報を含む環構造情報と、を相互に関連づけて構成されている。
なお、化合物構造情報ファイル１０６ａは、インターネットを経由してアクセスする外部の化合物構造情報データベースであってもよく、また、これらのデータベースをコピーしたり、オリジナルの化合物構造情報を格納したり、さらに独自のアノテーション情報等を付加したりして作成したインハウスデータベースであってもよい。
また、結合部位同定条件ファイル１０６ｂは、化合物と薬物代謝酵素とが結合する部位である結合部位および結合する薬物代謝酵素の分子種を同定するための結合部位同定条件（例えば、結合部位を構成する原子の原子座標情報の範囲である結合部位座標範囲を、予め定めた分子種ごとに規定した条件など）を格納する結合部位同定条件格納手段である。ここで、結合部位同定条件ファイル１０６ｂに格納される情報について第４図を参照して説明する。
第４図は、結合部位同定条件ファイル１０６ｂに格納される情報の一例を示す図である。第４図に示すように、結合部位同定条件ファイル１０６ｂに格納される情報は、分子種情報と、結合部位を構成する原子の原子座標情報の範囲（±ｘ方向の範囲、±ｙ方向の範囲、±ｚ方向の範囲）と、を相互に関連づけて（マトリクス形式で）構成されている。
また、結合部位・分子種情報ファイル１０６ｃは、後述する結合部位・分子種情報同定部１０２ｂにより同定された結合部位情報および分子種情報を格納する結合部位・分子種情報格納手段である。ここで、結合部位・分子種情報ファイル１０６ｃに格納される情報について第５図を参照して説明する。
第５図は、結合部位・分子種情報ファイル１０６ｃに格納される情報の一例を示す図である。第５図に示すように、結合部位・分子種情報ファイル１０６ｃに格納される情報は、結合部位を一意に識別するための結合部位識別情報と、結合部位を構成する原子の原子識別情報と、結合部位に結合する薬物代謝酵素の分子種情報と、を相互に関連づけて構成されている。
また、ピンチングポイント情報ファイル１０６ｄは、後述するピンチングポイント情報同定部１０２ｅにより同定された、化合物および薬物代謝酵素において代謝反応が起こる部位である反応部位と結合部位とを少なくとも繋ぐ原子であるピンチングポイントに関する情報であるピンチングポイント情報を格納するピンチングポイント情報格納手段である。ここで、ピンチングポイント情報ファイル１０６ｄに格納される情報について第６図を参照して説明する。
第６図は、ピンチングポイント情報ファイル１０６ｄに格納される情報の一例を示す図である。第６図に示すように、ピンチングポイント情報ファイル１０６ｄに格納される情報は、ピンチングポイントを一意に識別するためのピンチングポイント識別情報と、ピンチングポイントの原子の原子識別情報と、ピンチングポイントと繋がる結合部位の結合部位識別情報と、ピンチングポイントと繋がる反応部位の反応部位識別情報と、ピンチングポイントと繋がるオープンスペース部位のオープンスペース部位識別情報と、を相互に関連づけて構成されている。
また、反応部位情報ファイル１０６ｅは、後述する反応部位情報同定部１０２ｄにより同定された反応部位情報を格納する反応部位情報格納手段である。ここで、反応部位情報ファイル１０６ｅに格納される情報について第７図を参照して説明する。
第７図は、反応部位情報ファイル１０６ｅに格納される情報の一例を示す図である。第７図に示すように、反応部位情報ファイル１０６ｅに格納される情報は、反応部位を一意に識別するための反応部位識別情報と、反応部位と繋がるピンチングポイントのピンチングポイント識別情報と、反応部位を構成する原子の原子識別情報と、を相互に関連づけて構成されている。
また、反応部位同定条件ファイル１０６ｆは、化合物および薬物代謝酵素において代謝反応が起こる部位である反応部位を同定するための反応部位同定条件（例えば、反応部位を構成する原子の原子座標情報の範囲である反応部位座標範囲、反応部位を構成する原子とピンチングポイントとの角度値の範囲である反応部位角度範囲および反応部位を構成する原子とピンチングポイントとの距離値の範囲である反応部位距離範囲を、予め定めた分子種ごとに規定した条件など）を格納する反応部位同定条件格納手段である。ここで、反応部位同定条件ファイル１０６ｆに格納される情報について第８図を参照して説明する。
第８図は、反応部位同定条件ファイル１０６ｆに格納される情報の一例を示す図である。第８図に示すように、反応部位同定条件ファイル１０６ｆに格納される情報は、分子種情報と、反応部位を構成する原子の原子座標情報の範囲（±ｘ方向の範囲、±ｙ方向の範囲、±ｚ方向の範囲）と、反応部位を構成する原子とピンチングポイントとの角度値の範囲と、反応部位を構成する原子とピンチングポイントとの距離値の範囲と、を相互に関連づけて（マトリクス形式で）構成されている。
また、ピンチングポイント同定条件ファイル１０６ｇは、反応部位と結合部位とを少なくとも繋ぐ原子であるピンチングポイントを同定するためのピンチングポイント同定条件を格納するピンチングポイント同定条件格納手段である。ここで、ピンチングポイント同定条件ファイル１０６ｇに格納される情報について第９図を参照して説明する。
第９図は、ピンチングポイント同定条件ファイル１０６ｇに格納される情報の一例を示す図である。第９図に示すように、ピンチングポイント同定条件ファイル１０６ｇに格納される情報は、分子種情報と、ピンチングポイントの原子の原子座標情報の範囲（±ｘ方向の範囲、±ｙ方向の範囲、±ｚ方向の範囲）と、を相互に関連づけて（マトリクス形式で）構成されている。
また、オープンスペース部位情報ファイル１０６ｈは、後述するオープンスペース部位情報同定部１０２ｇにより同定されたオープンスペース部位情報を格納するオープンスペース部位情報格納手段である。ここで、オープンスペース部位情報ファイル１０６ｈに格納される情報について第１０図を参照して説明する。
第１０図は、オープンスペース部位情報ファイル１０６ｈに格納される情報の一例を示す図である。第１０図に示すように、オープンスペース部位情報ファイル１０６ｈに格納される情報は、オープンスペース部位を一意に識別するためのオープンスペース部位識別情報と、オープンスペース部位と繋がるピンチングポイントのピンチングポイント識別情報と、オープンスペース部位を構成する原子の原子識別情報と、を相互に関連づけて構成されている。
また、オープンスペース部位同定条件ファイル１０６ｉは、反応部位および結合部位以外であってピンチングポイントと繋がる部位であるオープンスペース部位を同定するためのオープンスペース部位同定条件を格納するオープンスペース部位同定条件格納手段である。ここで、オープンスペース部位同定条件ファイル１０６ｉに格納される情報について、第１１図を参照して説明する。
第１１図は、オープンスペース部位同定条件ファイル１０６ｉに格納される情報の一例を示す図である。第１１図に示すように、オープンスペース部位同定条件ファイル１０６ｉに格納される情報は、分子種情報と、オープンスペース部位を構成する原子の原子座標情報の範囲（±ｘ方向の範囲、±ｙ方向の範囲、±ｚ方向の範囲）と、を相互に関連づけて（マトリクス形式で）構成されている。
また、予測結果ファイル１０６ｊは、同定された、化合物における結合部位情報、分子種情報、反応部位情報、ピンチングポイント情報、オープンスペース部位情報および阻害判定結果のうち少なくとも一つを含む予測結果を格納する予測結果格納手段である。ここで、予測結果ファイル１０６ｊに格納される情報について、第１２図を参照して説明する。
第１２図は、予測結果ファイル１０６ｊに格納される情報の一例を示す図である。第１２図に示すように、予測結果ファイル１０６ｊに格納される情報は、同定された結合部位の結合部位識別情報と、同定された分子種情報と、同定されたピンチングポイントのピンチングポイント識別情報と、同定された反応部位の反応部位識別情報と、同定されたオープンスペース部位のオープンスペース部位識別情報と、後述する阻害判定部１０２ｈにより反応部位の阻害について判定した結果である阻害判定結果と、を相互に関連づけて構成されている。
また、その他の情報として、薬物代謝酵素予測装置１００の記憶部１０６には、例えば、複数の配座を自動的に発生させるためのプログラム等が記憶されている。
また、第２図において、通信制御インターフェース部１０４は、薬物代謝酵素予測装置１００とネットワーク３００（またはルータ等の通信装置）との間における通信制御を行う。すなわち、通信制御インターフェース部１０４は、他の端末と通信回線を介してデータを通信する機能を有する。
また、第２図において、入出力制御インターフェース部１０８は、入力装置１１２や出力装置１１４の制御を行う。ここで、出力装置１１４としては、モニタ（家庭用テレビを含む）の他、スピーカを用いることができる（なお、以下においては出力装置１１４をモニタとして記載する場合がある）。また、入力装置１１２としては、キーボード、マウス、および、マイク等を用いることができる。また、モニタも、マウスと協働してポインティングデバイス機能を実現する。
また、第２図において、制御部１０２は、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）等の制御プログラム、各種の処理手順等を規定したプログラム、および所要データを格納するための内部メモリを有し、これらのプログラム等により、種々の処理を実行するための情報処理を行う。制御部１０２は、機能概念的に、化合物構造情報取得部１０２ａ、結合部位・分子種情報同定部１０２ｂ、ピンチングポイント・反応部位情報取得部１０２ｃ、反応部位情報同定部１０２ｄ、ピンチングポイント情報同定部１０２ｅ、オープンスペース部位情報取得部１０２ｆ、オープンスペース部位情報同定部１０２ｇ、阻害判定部１０２ｈおよび予測結果出力部１０２ｉを備えて構成されている。
このうち、化合物構造情報取得部１０２ａは、化合物を構成する各原子の座標に関する情報である原子座標情報、原子間の結合に関する情報である結合情報、複数の原子により構成される環構造に関する情報である環構造情報のうち少なくとも一つを含む化合物構造情報を取得する化合物構造情報取得手段である。
また、結合部位・分子種情報同定部１０２ｂは、結合部位同定条件に基づいて、化合物構造情報に対応する化合物における結合部位を構成する原子に関する情報である結合部位情報および分子種に関する情報である分子種情報を同定する結合部位・分子種情報同定手段である。ここで、結合部位・分子種情報同定部１０２ｂは、第１３図に示すように、結合部位選択部１０２ｊ、結合部位情報取得部１０２ｋおよび取得結合部位・分子種情報同定部１０２ｍをさらに備えて構成されている。
第１３図は、本発明が適用される本システムの結合部位・分子種情報同定部１０２ｂの構成の一例を示すブロック図であり、該構成のうち本発明に関係する部分のみを概念的に示している。第１３図において、結合部位選択部１０２ｊは、予め定めた結合部位選択基準に基づいて結合部位を選択させる結合部位選択手段である。また、結合部位情報取得部１０２ｋは、結合部位情報を化合物構造情報から取得する結合部位情報取得手段である。また、取得結合部位・分子種情報同定部１０２ｍは、結合部位情報取得部１０２ｋにて取得された結合部位情報を、化合物構造情報から、結合部位同定条件に基づいて同定し、同定された結合部位情報に対応する分子種を分子種情報として同定する取得結合部位・分子種情報同定手段である。ここで、取得結合部位・分子種情報同定部１０２ｍは、第１３図に示すように、座標基準取得結合部位・分子種情報同定部１０２ｎをさらに備えて構成されている。座標基準取得結合部位・分子種情報同定部１０２ｎは、結合部位情報取得部１０２ｋにて取得された結合部位情報に対応する結合部位を構成する原子の原子座標情報が結合部位同定条件で規定された結合部位座標範囲を満たす場合に当該結合部位情報を同定し、満たした結合部位座標範囲に対応する分子種を分子種情報として同定する座標基準取得結合部位・分子種情報同定手段である。
再び第２図に戻り、ピンチングポイント・反応部位情報取得部１０２ｃは、同定された結合部位情報および化合物構造情報から、ピンチングポイントを特定し、特定されたピンチングポイントのピンチングポイント情報および特定されたピンチングポイントと繋がる反応部位の反応部位情報を取得するピンチングポイント・反応部位情報取得手段である。ここで、ピンチングポイント・反応部位情報取得部１０２ｃは、第１４図に示すように、原子特定部１０２ｐ、環構造判定部１０２ｑ、ピンチングポイント・反応部位特定部１０２ｒおよび特定ピンチングポイント・反応部位情報取得部１０２ｓをさらに備えて構成されている。
第１４図は、本発明が適用される本システムのピンチングポイント・反応部位情報取得部１０２ｃの構成の一例を示すブロック図であり、該構成のうち本発明に関係する部分のみを概念的に示している。第１４図において、原子特定部１０２ｐは、同定された結合部位情報に対応する結合部位を構成する原子と繋がる原子である直接結合原子および当該直接結合原子と繋がる原子を、化合物構造情報に含まれる結合情報に基づいて特定する原子特定手段である。また、環構造判定部１０２ｑは、特定された原子が環構造を構成する原子であるか否かを化合物構造情報に含まれる環構造情報に基づいて判定する環構造判定手段である。また、ピンチングポイント・反応部位特定部１０２ｒは、特定された原子が環構造を構成する原子であると判定された場合、特定された原子および当該原子と環構造を構成する他の原子を、反応部位を構成する原子として特定し、特定された直接結合原子をピンチングポイントとして特定するピンチングポイント・反応部位特定手段である。また、特定ピンチングポイント・反応部位情報取得部１０２ｓは、特定されたピンチングポイントのピンチングポイント情報および特定された反応部位の反応部位情報を、結合部位情報および化合物構造情報から取得する特定ピンチングポイント・反応部位情報取得手段である。
再び第２図に戻り、反応部位情報同定部１０２ｄは、反応部位情報を、分子種情報および化合物構造情報から、反応部位を同定するための反応部位同定条件に基づいて同定する反応部位情報同定手段である。ここで、反応部位情報同定部１０２ｄは、第１５図に示すように、座標基準反応部位情報判定部１０２ｔ、角度基準反応部位情報判定部１０２ｕ、距離基準反応部位情報判定部１０２ｖおよび判定結果基準反応部位情報同定部１０２ｗをさらに備えて構成されている。
第１５図は、本発明が適用される本システムの反応部位情報同定部１０２ｄの構成の一例を示すブロック図であり、該構成のうち本発明に関係する部分のみを概念的に示している。第１５図において、座標基準反応部位情報判定部１０２ｔは、反応部位情報に対応する反応部位を構成する原子の原子座標情報が、同定された分子種情報に対応する分子種において、反応部位同定条件で規定された反応部位座標範囲を満たすか否かを判定する座標基準反応部位情報判定手段である。また、角度基準反応部位情報判定部１０２ｕは、反応部位情報に対応する反応部位を構成する原子とピンチングポイント情報に対応するピンチングポイントとの角度値を算出し、算出された角度値が、同定された分子種情報に対応する分子種において、反応部位同定条件で規定された反応部位角度範囲を満たすか否かを判定する角度基準反応部位情報判定手段である。また、距離基準反応部位情報判定部１０２ｖは、反応部位情報に対応する反応部位を構成する原子とピンチングポイント情報に対応するピンチングポイントとの距離値を算出し、算出された距離値が、同定された分子種情報に対応する分子種において、反応部位同定条件で規定された反応部位距離範囲を満たすか否かを判定する距離基準反応部位情報判定手段である。また、判定結果基準反応部位情報同定部１０２ｗは、座標基準反応部位情報判定部１０２ｔ、角度基準反応部位情報判定部１０２ｕおよび距離基準反応部位情報判定部１０２ｖにて満たすと判定された反応部位情報を、反応部位同定条件を満たした反応部位情報として同定する判定結果基準反応部位情報同定手段である。
再び第２図に戻り、ピンチングポイント情報同定部１０２ｅは、ピンチングポイント情報を、分子種情報および化合物構造情報から、ピンチングポイント同定条件に基づいて同定するピンチングポイント情報同定手段である。ここで、ピンチングポイント情報同定部１０２ｅは、第１６図に示すように、座標基準ピンチングポイント情報同定部１０２ｘをさらに備えて構成されている。
第１６図は、本発明が適用される本システムのピンチングポイント情報同定部１０２ｅの構成の一例を示すブロック図であり、該構成のうち本発明に関係する部分のみを概念的に示している。第１６図において、座標基準ピンチングポイント情報同定部１０２ｘは、ピンチングポイント情報に対応する原子の原子座標情報が、同定された分子種情報に対応する分子種において、ピンチングポイント同定条件で規定されたピンチングポイント座標範囲を満たす場合に当該ピンチングポイント情報を同定する座標基準ピンチングポイント情報同定手段である。
再び第２図に戻り、オープンスペース部位情報取得部１０２ｆは、同定された反応部位および同定された結合部位以外であって同定されたピンチングポイントと繋がる部位であるオープンスペース部位が存在する場合、結合部位情報、反応部位情報、ピンチングポイント情報および化合物構造情報から、オープンスペース部位を構成する原子に関する情報であるオープンスペース部位情報を取得するオープンスペース部位情報取得手段である。
また、オープンスペース部位情報同定部１０２ｇは、オープンスペース部位情報を、分子種情報および化合物構造情報から、オープンスペース部位同定条件に基づいて同定するオープンスペース部位情報同定手段である。ここで、オープンスペース部位情報同定部１０２ｇは、第１７図に示すように、座標基準オープンスペース部位情報同定部１０２ｙをさらに備えて構成されている。
第１７図は、本発明が適用される本システムのオープンスペース部位情報同定部１０２ｇの構成の一例を示すブロック図であり、該構成のうち本発明に関係する部分のみを概念的に示している。第１７図において、座標基準オープンスペース部位情報同定部１０２ｙは、オープンスペース部位情報に対応するオープンスペース部位を構成する原子の原子座標情報が、同定された分子種情報に対応する分子種において、オープンスペース部位同定条件で規定されたオープンスペース部位座標範囲を満たす場合に当該オープンスペース部位情報を同定する座標基準オープンスペース部位情報同定手段である。
再び第２図に戻り、阻害判定部１０２ｈは、後述する反応部位情報同定部１０２ｄにより反応部位情報が同定された場合、当該反応部位情報に対応する反応部位を構成する原子または反応部位の分子構造における一部分の原子の集合である部分構造原子群を、反応部位情報が同定された化合物において代謝反応が阻害されるか否かを判定するための阻害判定条件（例えば、予め定めた阻害原子一覧表など）に基づいて判定する阻害判定手段である。
また、予測結果出力部１０２ｉは、化合物において、同定された、結合部位情報、分子種情報、反応部位情報、ピンチングポイント情報、オープンスペース部位情報および阻害判定結果のうち少なくとも一つを化合物に対する予測結果として出力する予測結果出力手段である。
なお、これら各部によって行なわれる処理の詳細については、後述する。
［システムの処理］
次に、このように構成された本実施の形態における本システムの処理の一例について、以下に第１８図〜第２４図等を参照して詳細に説明する。
まず、メイン処理の詳細について第１８図等を参照して説明する。第１８図は、本実施形態における本システムのメイン処理の一例を示すフローチャートである。
まず、薬物代謝酵素予測装置１００は、化合物構造情報取得部１０２ａの処理により、化合物を構成する各原子の座標に関する情報である原子座標情報、原子間の結合に関する情報である結合情報、複数の原子により構成される環構造に関する情報である環構造情報のうち少なくとも一つを含む化合物構造情報を取得し、化合物構造情報ファイル１０６ａの所定の記憶領域に格納する（ステップＳＡ−１）。
ここで、ステップＳＡ−１において、取得する化合物構造情報は、例えば、外部システム２００などに格納されている化合物構造情報、化合物ライブラリに格納されている化合物構造情報、入力装置１１２を介してユーザにより入力されたバーチャルな化合物構造情報などでもよい。
ついで、薬物代謝酵素予測装置１００は、結合部位・分子種情報同定部１０２ｂの処理により、ステップＳＡ−１にて取得された化合物構造情報から、結合部位同定条件ファイル１０６ｂに格納されている結合部位同定条件に基づいて、結合部位情報および分子種情報を同定し、結合部位・分子種情報ファイル１０６ｃの所定の記憶領域に格納する（ステップＳＡ−２）。
ここで、ステップＳＡ−２において、予め定めた結合部位選択基準に基づいて結合部位をユーザに選択させ、選択された結合部位に対応する結合部位情報を化合物構造情報から取得し、取得された結合部位情報を、化合物構造情報から、結合部位同定条件に基づいて同定し、同定された結合部位情報に対応する分子種を分子種情報として同定してもよい（結合部位・分子種情報同定処理）。なお、ユーザにより、例えば結合部位を構成する原子の中から原点と当該原点に対するｘ軸、ｙ軸およびｚ軸とのうち少なくとも一つを選択させてもよい。
また、ユーザが結合部位を選択した後、化合物構造情報に対して、例えば配座自動発生ソフトウェア（例えば、「ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｒｓｉ．ｃｏ．ｊｐ／ｋａｇａｋｕ／ｃｓ／ｉｎｆｏ／ｐｄｆ．ｆｉｌｅｓ／ｍｏｅ．ｐｄｆ」や「ｈｔｔｐ：／／ｈｏｍｅｐａｇｅ２．ｎｉｆｔｙ．ｃｏｍ／ｃｃｓｎｅｗｓ２／２００２／３ｑ／２００２＿３Ｑｒｓｉｍｏｅ２００２０３．ｈｔｍ」、「ｈｔｔｐ：／／ｈｏｍｅｐａｇｅ２．ｎｉｆｔｙ．ｃｏｍ／ｃｃｓｎｅｗｓ２／２００３／２ｑ／２００３＿２Ｑ／ｃｃｓ０３ｓｒｓｉ．ｈｔｍ」など参照。）を用いて、複数の配座（コンフォメーション）を発生させ、発生させた各配座ごとに、以下に示すステップＳＡ−３以降の処理を行ってもよい。
なお、結合部位選択基準は、具体的には、例えば、化合物における環構造または外観上において環構造と類似する構造である擬似環構造（または酸性基（例えば、カルボキシル（ｃａｒｂｏｘｙｌ）やスルホン（ｓｕｌｆｏｎｅ）など）が含まれる擬似環構造）である部位を結合部位として選択することを規定するものでもよい。さらに具体的には、例えば、第２６図に示すように、ＣＹＰ（ｃｙｔｏｃｈｒｏｍｅ Ｐ４５０：チトクロームＰ４５０）２Ｃ１９に固有の構造（例えば、オメプラゾール（Ｏｍｅｐｒａｚｏｌｅ）やＨ２５９／３１など）において、結合「Ｓ＝Ｏ」を含む部位がある場合は当該部位を結合部位として選択する、ＣＹＰ２Ｃ９に固有の構造（例えば、ロサルタン（Ｌｏｓａｒｔａｎ）など）において、ロサルタン（Ｌｏｓａｒｔａｎ）の場合は３つの環構造で１つの擬似環構造を構成する部位を結合部位として選択することを規定するものでもよい。
また、結合部位同定条件は、概念的に、結合部位を構成する各原子の取り得る値の範囲を、幅（±ｘ方向）、奥行き（±ｙ方向）、厚み（±ｚ方向）ごとに規定したものでもよい。具体的には、例えば、幅（±ｘ方向）については、概念的に、以下に示す官能基条件に基づいて決まる範囲でもよい。また、奥行き（±ｙ方向）については、概念的に、ＣＹＰの分子種ごとに決まる範囲でもよく、例えばＣＹＰ２Ｃ１９の場合はベンゼン環が最大となる範囲でもよい。また、厚み（±ｚ方向）については、概念的に、メシル基の厚みが最大となる範囲でもよい。ここで、官能基条件とは、第２７図に示すように、Ｒ１およびＲ２が、平面の構造であってカルボニル基が最大（例えば、結合「＝Ｏ」および「＝Ｓ」の場合など）となり、Ｒ３およびＲ４が、平面の構造であってベンゼン環が最大となり、Ｒ５が、Ｒ１およびＲ２と同様となる（但し、ＣＹＰ２Ｃ８の場合はＣＨ３も認める）、という条件である。
ここで、結合部位・分子種情報同定処理の詳細について第１９図を参照して説明する。第１９図は、本実施形態における本システムの結合部位・分子種情報同定処理の一例を示すフローチャートである。
まず、結合部位・分子種情報同定部１０２ｂは、結合部位選択部１０２ｊの処理により、予め定めた結合部位選択基準に基づいて結合部位をユーザに選択させる（ステップＳＢ−１）。
ついで、結合部位・分子種情報同定部１０２ｂは、結合部位情報取得部１０２ｋの処理により、ステップＳＢ−１にて選択された結合部位の結合部位情報を化合物構造情報から取得し、結合部位・分子種情報ファイル１０６ｃの所定の記憶領或に格納する（ステップＳＢ−２）。
ついで、結合部位・分子種情報同定部１０２ｂは、取得結合部位・分子種情報同定部１０２ｍの処理により、ステップＳＢ−２にて取得された結合部位情報を、化合物構造情報から、結合部位同定条件ファイル１０６ｂに格納されている結合部位同定条件に基づいて同定し、同定された結合部位情報に対応する分子種を分子種情報として同定する。
具体的には、取得結合部位・分子種情報同定部１０２ｍは、座標基準取得結合部位・分子種情報同定部１０２ｎの処理により、ステップＳＢ−２にて取得された結合部位情報に対応する結合部位を構成する原子の原子座標情報のｘ座標値が、結合部位同定条件ファイル１０６ｂに格納されている結合部位同定条件で規定された結合部位座標範囲（±ｘ方向）を満たすか否かを判定する（ステップＳＢ−３）。
ついで、取得結合部位・分子種情報同定部１０２ｍは、ステップＳＢ−３にて「満たす」と判定された場合（ステップＳＢ−４：Ｙｅｓ）、座標基準取得結合部位・分子種情報同定部１０２ｎの処理により、満たした結合部位座標範囲（±ｘ方向）に対応する分子種情報を取得し、結合部位・分子種情報ファイル１０６ｃの所定の記憶領域に格納する（ステップＳＢ−５）。
ついで、取得結合部位・分子種情報同定部１０２ｍは、座標基準取得結合部位・分子種情報同定部１０２ｎの処理により、原子座標情報のｙ座標値が、ステップＳＢ−５にて取得した分子種情報に対応する分子種において、結合部位同定条件ファイル１０６ｂに格納されている結合部位同定条件で規定された結合部位座標範囲（±ｙ方向）を満たすか否かを判定する（ステップＳＢ−６）。
ついで、取得結合部位・分子種情報同定部１０２ｍは、ステップＳＢ−６にて「満たす」と判定された場合（ステップＳＢ−７：Ｙｅｓ）、座標基準取得結合部位・分子種情報同定部１０２ｎの処理により、原子座標情報のｚ座標値が、ステップＳＢ−５にて取得した分子種情報に対応する分子種において、結合部位同定条件ファイル１０６ｂに格納されている結合部位同定条件で規定された結合部位座標範囲（±ｚ方向）を満たすか否かを判定する（ステップＳＢ−８）。
ついで、取得結合部位・分子種情報同定部１０２ｍは、ステップＳＢ−８にて「満たす」と判定された場合（ステップＳＢ−９：Ｙｅｓ）、座標基準取得結合部位・分子種情報同定部１０２ｎの処理により、まだ判定していない原子がある場合（ステップＳＢ−１０：Ｎｏ）は、再びステップＳＢ−３の処理に戻り、判定していない原子がない、つまり、すべての原子を判定した場合（ステップＳＢ−１０：Ｙｅｓ）は、ステップＳＢ−２にて取得した結合部位情報を同定し、ステップＳＢ−５にて取得した分子種情報を同定する。
なお、ステップＳＢ−３、ステップＳＢ−６およびステップＳＢ−８にて、「満たさない」と判定された場合（ステップＳＢ−４：Ｎｏ、ステップＳＢ−７：ＮｏおよびステップＳＢ−９：Ｎｏ）は、まだ判定していない原子が残っていても、本処理を終了する。
これにて、結合部位・分子種情報同定処理が終了する。
再び第１８図に戻り、薬物代謝酵素予測装置１００は、ピンチングポイント・反応部位情報取得部１０２ｃの処理により、ステップＳＡ−２にて同定された結合部位情報およびステップＳＡ−１にて取得した化合物構造情報から、ピンチングポイントを特定し、特定されたピンチングポイントのピンチングポイント情報および当該ピンチングポイント情報に対応するピンチングポイントと繋がる反応部位の反応部位情報を取得し、ピンチングポイント情報ファイル１０６ｄの所定の記憶領域、反応部位情報ファイル１０６ｅの所定の記憶領域に、それぞれ格納する（ステップＳＡ−３）。
ここで、ステップＳＡ−３において、ステップＳＡ−２にて同定された結合部位情報に対応する結合部位を構成する原子と繋がる原子である直接結合原子および当該直接結合原子と繋がる原子を、化合物構造情報に含まれる結合情報に基づいて特定し、特定された原子が環構造を構成する原子であるか否かを化合物構造情報に含まれる環構造情報に基づいて判定し、特定された原子が環構造を構成する原子であると判定された場合、特定された原子および当該原子と環構造を構成する他の原子を、反応部位を構成する原子として特定し、特定された直接結合原子をピンチングポイントとして特定し、特定されたピンチングポイントのピンチングポイント情報および特定された反応部位の反応部位情報を、結合部位情報および化合物構造情報から取得してもよい（ピンチングポイント・反応部位情報取得処理）。
なお、特定された原子が環構造を構成する原子であると判定されなかった場合、直接結合原子が環構造を構成する原子であるか否かを判定し、直接結合原子が環構造を構成する原子であると判定された場合、ステップＳＡ−２にて同定された結合部位情報に対応する結合部位を構成し当該直接結合原子と繋がる原子をピンチングポイントとして特定し、直接結合原子および当該直接結合原子と環構造を構成する他の原子を、反応部位を構成する原子として特定してもよい。つまり、結合部位を構成する原子がピンチングポイントになる場合もある。
また、ピンチングポイントとして特定する原子は、結合部位を構成する原子から、例えば１結合伸ばした原子のうち、環構造を構成する原子に繋がるものでもよい。
また、結合部位を構成する原子および当該原子と繋がるピンチングポイントの間の原子座標情報（例えば、±ｘ方向など）の許容範囲が最も厳しい所で、化合物がＣＹＰに抑えられていると考えてもよい。
また、ピンチングポイント・反応部位情報取得部１０２ｃの処理により、ピンチングポイント情報は、複数取得される場合もある。その場合は、各ピンチングポイント情報および対応する反応部位情報に対して、後述するピンチングポイント情報の同定および反応部位情報の同定の処理を行う。
ここで、ピンチングポイント・反応部位情報取得処理の詳細について第２０図を参照して説明する。第２０図は、本実施形態における本システムのピンチングポイント・反応部位情報取得処理の一例を示すフローチャートである。
まず、ピンチングポイント・反応部位情報取得部１０２ｃは、原子特定部１０２ｐの処理により、直接結合原子および当該直接結合原子と繋がる原子を、化合物構造情報に含まれる結合情報に基づいて特定する（ステップＳＣ−１）。
ついで、ピンチングポイント・反応部位情報取得部１０２ｃは、環構造判定部１０２ｑの処理により、ステップＳＣ−１にて特定された原子が環構造を構成する原子であるか否かを化合物構造情報に含まれる環構造情報に基づいて判定する（ステップＳＣ−２）。
ついで、ピンチングポイント・反応部位情報取得部１０２ｃは、ピンチングポイント・反応部位特定部１０２ｒの処理により、ステップＳＣ−２にて特定された原子が環構造を構成する原子であると判定された場合、特定された原子および当該原子と環構造を構成する他の原子を、反応部位を構成する原子として特定し、特定された直接結合原子をピンチングポイントとして特定する（ステップＳＣ−３）。
なお、ステップＳＣ−３において、特定された原子が環構造を構成する原子であると判定されなかった場合、ピンチングポイント・反応部位情報取得部１０２ｃは、環構造判定部１０２ｑの処理により、直接結合原子が環構造を構成する原子であるか否かを判定し、ピンチングポイント・反応部位特定部１０２ｒの処理により、直接結合原子が環構造を構成する原子であると判定された場合、同定された結合部位情報に対応する結合部位を構成し当該直接結合原子と繋がる原子をピンチングポイントとして特定する。
ついで、ピンチングポイント・反応部位情報取得部１０２ｃは、特定ピンチングポイント・反応部位情報取得部１０２ｓの処理により、ステップＳＣ−３にて特定されたピンチングポイントのピンチングポイント情報および特定された反応部位の反応部位情報を、結合部位情報および化合物構造情報から取得し、ピンチングポイント情報ファイル１０６ｄの所定の記憶領域、反応部位情報ファイル１０６ｅの所定の記憶領域に、それぞれ格納する（ステップＳＣ−４）。
これにて、ピンチングポイント・反応部位情報取得処理が終了する。
再び第１８図に戻り、薬物代謝酵素予測装置１００は、反応部位情報同定部１０２ｄの処理により、ステップＳＡ−３にて取得された反応部位情報を、分子種情報および化合物構造情報から、反応部位同定条件ファイル１０６ｆに格納された反応部位同定条件に基づいて同定する（ステップＳＡ−４）。
ここで、ステップＳＡ−４において、反応部位同定条件は、反応部位座標範囲、反応部位角度範囲および反応部位距離範囲を、予め定めた分子種ごとに規定した条件でもよく、また、ステップＳＡ−３にて取得された反応部位情報に対応する反応部位を構成する原子の原子座標情報が、ステップＳＡ−２にて同定された分子種情報に対応する分子種において、反応部位座標範囲を満たすか否かを判定し、反応部位情報に対応する反応部位を構成する原子とピンチングポイント情報に対応するピンチングポイントとの角度値を算出し、算出された角度値が、ステップＳＡ−２にて同定された分子種情報に対応する分子種において、反応部位角度範囲を満たすか否かを判定し、反応部位情報に対応する反応部位を構成する原子とピンチングポイント情報に対応するピンチングポイントとの距離値を算出し、算出された距離値が、ステップＳＡ−２にて同定された分子種情報に対応する分子種において、反応部位距離範囲を満たすか否かを判定し、反応部位座標範囲、反応部位角度範囲および反応部位距離範囲を満たすと判定された反応部位情報を、反応部位同定条件を満たした反応部位情報として同定してもよい（反応部位情報同定処理）。
なお、反応部位座標範囲は、概念的に、反応部位を構成する各原子の取り得る値の範囲を、幅（±ｘ方向）、奥行き（±ｙ方向）、厚み（±ｚ方向）ごとに規定したものでもよい。具体的には、例えば、幅（±ｘ方向）については、概念的に、上述した結合部位同定条件における範囲と同様の範囲（例えば結合部位から＋ｘ方向の延長線）でもよい。また、奥行き（±ｙ方向）については、概念的に、ＣＹＰの分子種ごとに決まる範囲であり、例えばＣＹＰ２Ｃ９の場合は狭く、ＣＹＰ２Ｃ１９の場合は広い範囲でもよい。また、厚み（±ｚ方向）については、概念的に、サイクロヘキサン（椅子型）の厚みが最大となる範囲でもよい。
また、反応部位角度範囲は、概念的に、第２８図に示すように、ピンチングポイントの原子と反応部位を構成する原子とを予め定義した２次元座標系上（第２８図では、ピンチングポイントを原点とする２次元座標系である。）に投影した際の、原子間における座標軸からの角度値の範囲でもよい。
また、反応部位距離範囲は、概念的に、ピンチングポイントの原子と反応部位を構成する原子との直線距離の範囲でもよい。また、反応部位距離範囲は、具体的には、第２９図に示すように、ピンチングポイント（第２９図では、「１」の番号の原子）と当該ピンチングポイントから例えば５炭素分先の原子（第２９図では、「５」の番号の原子）との距離（例えば、ｚ座標の距離など）の範囲でもよい。
ここで、反応部位情報同定処理の詳細について第２１図を参照して説明する。第２１図は、本実施形態における本システムの反応部位情報同定処理の一例を示すフローチャートである。
まず、反応部位情報同定部１０２ｄは、座標基準反応部位情報判定部１０２ｔの処理により、ステップＳＡ−３にて取得された反応部位情報に対応する反応部位を構成する原子の原子座標情報が、ステップＳＡ−２にて同定された分子種情報に対応する分子種において、反応部位同定条件ファイル１０６ｆに格納された反応部位同定条件で規定された反応部位座標範囲を満たすか否かを判定する（ステップＳＤ−１）（反応部位座標範囲判定処理）。
ここで、ステップＳＤ−１にて行われる反応部位座標範囲判定処理の詳細について第２２図を参照して説明する。第２２図は、本実施形態における本システムの反応部位座標範囲判定処理の一例を示すフローチャートである。
まず、反応部位情報同定部１０２ｄは、座標基準反応部位情報判定部１０２ｔの処理により、ステップＳＡ−３にて取得された反応部位情報に対応する反応部位を構成する原子の原子座標情報のｘ座標値が、ステップＳＡ−２にて同定された分子種情報に対応する分子種において、反応部位同定条件ファイル１０６ｆに格納された反応部位同定条件で規定された反応部位座標範囲（±ｘ方向）を満たすか否かを判定する（ステップＳＥ−１）。
ついで、反応部位情報同定部１０２ｄは、ステップＳＥ−１にて「満たす」と判定された場合（ステップＳＥ−２：Ｙｅｓ）、座標基準反応部位情報判定部１０２ｔの処理により、原子座標情報のｙ座標値が、ステップＳＡ−２にて同定された分子種情報に対応する分子種において、反応部位同定条件ファイル１０６ｆに格納された反応部位同定条件で規定された反応部位座標範囲（±ｙ方向）を満たすか否かを判定する（ステップＳＥ−３）。
ついで、反応部位情報同定部１０２ｄは、ステップＳＥ−３にて「満たす」と判定された場合（ステップＳＥ−４：Ｙｅｓ）、座標基準反応部位情報判定部１０２ｔの処理により、原子座標情報のｚ座標値が、ステップＳＡ−２にて同定された分子種情報に対応する分子種において、反応部位同定条件ファイル１０６ｆに格納された反応部位同定条件で規定された反応部位座標範囲（±ｚ方向）を満たすか否かを判定する（ステップＳＥ−５）。
なお、ステップＳＥ−１およびステップＳＥ−３にて、「満たさない」と判定された場合（ステップＳＥ−２：ＮｏおよびステップＳＥ−４：Ｎｏ）は、本処理を終了する。
これにて、反応部位座標範囲判定処理が終了する。
再び第２１図に戻り、反応部位情報同定部１０２ｄは、ステップＳＤ−１にて「満たす」と判定された場合（ステップＳＥ−５にて「満たす」と判定された場合）（ステップＳＤ−２：Ｙｅｓ）、角度基準反応部位情報判定部１０２ｕの処理により、反応部位情報に対応する反応部位を構成する原子とピンチングポイント情報に対応するピンチングポイントとの角度値を算出し、算出された角度値が、ステップＳＡ−２にて同定された分子種情報に対応する分子種において、反応部位同定条件ファイル１０６ｆに格納された反応部位同定条件で規定された反応部位角度範囲を満たすか否かを判定する（ステップＳＤ−３）。
ついで、反応部位情報同定部１０２ｄは、ステップＳＤ−３にて「満たす」と判定された場合（ステップＳＤ−４：Ｙｅｓ）、距離基準反応部位情報判定部１０２ｖの処理により、反応部位情報に対応する反応部位を構成する原子とピンチングポイント情報に対応するピンチングポイントとの距離値を算出し、算出された距離値が、ステップＳＡ−２にて同定された分子種情報に対応する分子種において、反応部位同定条件ファイル１０６ｆに格納された反応部位同定条件で規定された反応部位距離範囲を満たすか否かを判定する（ステップＳＤ−５）。
ついで、反応部位情報同定部１０２ｄは、判定結果基準反応部位情報同定部１０２ｗの処理により、まだ判定していない原子がある場合（ステップＳＤ−６：Ｎｏ）は、再びステップＳＤ−１の処理に戻り、判定していない原子がない、つまり、すべての原子を判定した場合（ステップＳＤ−６：Ｙｅｓ）は、ステップＳＡ−３にて取得した反応部位情報を同定する。具体的には、ＳＡ−３にて取得した反応部位情報に対応する反応部位を構成する全ての原子の原子座標情報がステップＳＤ−１にて「満たす」と判定され、かつ、ＳＡ−３にて取得した反応部位情報に対応する反応部位を構成する原子の原子座標情報がステップＳＤ−３およびステップＳＤ−５にて「満たす」と判定された場合、ＳＡ−３にて取得した反応部位情報を同定する。
なお、ステップＳＤ−１にて「満たさない」と判定された場合（ステップＳＤ−２：Ｎｏ）は、まだ判定していない原子が残っていても、本処理を終了する。また、ステップＳＤ−３にて「満たさない」と判定された場合（ステップＳＤ−４：Ｎｏ）は、図示の如く、ステップＳＤ−６へ進む。
これにて、反応部位情報同定処理が終了する。
再び第１８図に戻り、薬物代謝酵素予測装置１００は、ピンチングポイント情報同定部１０２ｅの処理により、ステップＳＡ−３にて取得されたピンチングポイント情報を、分子種情報および化合物構造情報から、ピンチングポイント同定条件ファイル１０６ｇに格納されたピンチングポイント同定条件に基づいて同定する（ステップＳＡ−５）。
ここで、ステップＳＡ−５において、ピンチングポイント同定条件は、ピンチングポイントの原子の原子座標情報の範囲であるピンチングポイント座標範囲を、予め定めた分子種ごとに規定した条件であってもよく、また、ステップＳＡ−３にて取得されたピンチングポイント情報に対応するピンチングポイントの原子の原子座標情報が、ステップＳＡ−２にて同定された分子種情報に対応する分子種において、ピンチングポイント座標範囲を満たす場合に当該ピンチングポイント情報を同定してもよい（ピンチングポイント情報同定処理）。
ここで、ピンチングポイント情報同定処理の詳細について第２３図を参照して説明する。第２３図は、本実施形態における本システムのピンチングポイント情報同定処理の一例を示すフローチャートである。
まず、ピンチングポイント情報同定部１０２ｅは、座標基準ピンチングポイント情報同定部１０２ｘの処理により、ステップＳＡ−３にて取得されたピンチングポイント情報に対応する原子の原子座標情報のｘ座標値が、ステップＳＡ−２にて同定された分子種情報に対応する分子種において、ピンチングポイント同定条件ファイル１０６ｇに格納されたピンチングポイント同定条件で規定されたピンチングポイント座標範囲（±ｘ方向）を満たすか否かを判定する（ステップＳＦ−１）。
ついで、ピンチングポイント情報同定部１０２ｅは、ステップＳＦ−１にて「満たす」と判定された場合（ステップＳＦ−２：Ｙｅｓ）、座標基準ピンチングポイント情報同定部１０２ｘの処理により、ピンチングポイント情報に対応する原子の原子座標情報のｙ座標値が、ステップＳＡ−２にて同定された分子種情報に対応する分子種において、ピンチングポイント同定条件ファイル１０６ｇに格納されたピンチングポイント同定条件で規定されたピンチングポイント座標範囲（±ｙ方向）を満たすか否かを判定する（ステップＳＦ−３）。
ついで、ピンチングポイント情報同定部１０２ｅは、ステップＳＦ−３にて「満たす」と判定された場合（ステップＳＦ−４：Ｙｅｓ）、座標基準ピンチングポイント情報同定部１０２ｘの処理により、ピンチングポイント情報に対応する原子の原子座標情報のｚ座標値が、ステップＳＡ−２にて同定された分子種情報に対応する分子種において、ピンチングポイント同定条件ファイル１０６ｇに格納されたピンチングポイント同定条件で規定されたピンチングポイント座標範囲（±ｚ方向）を満たすか否かを判定する（ステップＳＦ−５）。
ついで、ピンチングポイント情報同定部１０２ｅは、ステップＳＦ−５にて「満たす」と判定された場合、座標基準ピンチングポイント情報同定部１０２ｘの処理により、ステップＳＡ−３にて取得されたピンチングポイント情報を同定する。
なお、同定されたピンチングポイントは、結果的に、結合部位を構成する原子となる場合がある。
これにて、ピンチングポイント情報同定処理が終了する。
また、薬物代謝酵素予測装置１００は、ステップＳＡ−４にて同定された反応部位情報に対応する反応部位およびステップＳＡ−２にて同定された結合部位情報に対応する結合部位以外であってステップＳＡ−５にて同定されたピンチングポイント情報に対応するピンチングポイントと繋がる部位であるオープンスペース部位が存在する場合、オープンスペース部位情報取得部１０２ｆの処理により、結合部位情報、反応部位情報、ピンチングポイント情報および化合物構造情報から、オープンスペース部位を構成する原子に関する情報であるオープンスペース部位情報を取得し、オープンスペース部位情報ファイル１０６ｈの所定の記憶領域に格納し、オープンスペース部位情報同定部１０２ｇの処理により、取得されたオープンスペース部位情報を、分子種情報および化合物構造情報から、オープンスペース部位を同定するためのオープンスペース部位同定条件ファイル１０６ｉに格納されたオープンスペース部位同定条件に基づいて同定してもよい。なお、オープンスペース部位同定条件は、オープンスペース部位を構成する原子の原子座標情報の範囲であるオープンスペース部位座標範囲を、予め定めた分子種ごとに規定した条件であってもよく、オープンスペース部位情報同定部１０２ｇは、座標基準オープンスペース部位情報同定部１０２ｙの処理により、取得されたオープンスペース部位情報に対応するオープンスペース部位を構成する原子の原子座標情報が、同定された分子種情報に対応する分子種において、オープンスペース部位同定条件ファイル１０６ｉに格納されたオープンスペース部位同定条件で規定されたオープンスペース部位座標範囲を満たす場合に当該オープンスペース部位情報を同定してもよい（オープンスペース部位情報同定処理）。
また、オープンスペース部位座標範囲は、第３０図に示すように、概念的に、オープンスペース部位を構成する各原子の取り得る値の範囲を、幅（±ｘ方向）、奥行き（±ｙ方向）、厚み（±ｚ方向）ごとに規定した範囲でもよい。
ここで、オープンスペース部位情報同定処理の詳細について第２４図を参照して説明する。第２４図は、本実施形態における本システムのオープンスペース部位情報同定処理の一例を示すフローチャートである。
まず、オープンスペース部位情報同定部１０２ｇは、座標基準オープンスペース部位情報同定部１０２ｙの処理により、オープンスペース部位情報取得部１０２ｆにて取得されたオープンスペース部位情報に対応するオープンスペース部位を構成する原子の原子座標情報のｘ座標値が、ステップＳＡ−２にて同定された分子種情報に対応する分子種において、オープンスペース部位同定条件ファイル１０６ｉに格納されたオープンスペース部位同定条件で規定されたオープンスペース部位座標範囲（±ｘ方向）を満たすか否かを判定する（ステップＳＧ−１）。
ついで、オープンスペース部位情報同定部１０２ｇは、ステップＳＧ−１にて「満たす」と判定された場合（ステップＳＧ−２：Ｙｅｓ）、座標基準オープンスペース部位情報同定部１０２ｙの処理により、原子座標情報のｙ座標値が、ステップＳＡ−２にて同定された分子種情報に対応する分子種において、オープンスペース部位同定条件ファイル１０６ｉに格納されたオープンスペース部位同定条件で規定されたオープンスペース部位座標範囲（±ｙ方向）を満たすか否かを判定する（ステップＳＧ−３）。
ついで、オープンスペース部位情報同定部１０２ｇは、ステップＳＧ−３にて「満たす」と判定された場合（ステップＳＧ−４：Ｙｅｓ）、座標基準オープンスペース部位情報同定部１０２ｙの処理により、原子座標情報のｚ座標値が、ステップＳＡ−２にて同定された分子種情報に対応する分子種において、オープンスペース部位同定条件ファイル１０６ｉに格納されたオープンスペース部位同定条件で規定されたオープンスペース部位座標範囲（±ｚ方向）を満たすか否かを判定する（ステップＳＧ−５）。
ついで、オープンスペース部位情報同定部１０２ｇは、ステップＳＧ−５にて「満たす」と判定された場合（ステップＳＧ−６：Ｙｅｓ）、座標基準オープンスペース部位情報同定部１０２ｙの処理により、まだ判定していない原子がある場合（ステップＳＧ−７：Ｎｏ）は、再びステップＳＧ−１の処理に戻り、判定していない原子がない、つまり、すべての原子を判定した場合（ステップＳＧ−７：Ｙｅｓ）は、オープンスペース部位情報取得部１０２ｆにて取得されたオープンスペース部位情報を同定する。
なお、ステップＳＧ−１、ステップＳＧ−３およびステップＳＧ−５にて、「満たさない」と判定された場合（ステップＳＧ−２：Ｎｏ、ステップＳＧ−４：ＮｏおよびステップＳＧ−６：Ｎｏ）は、まだ判定していない原子が残っていても、本処理を終了する。
これにて、オープンスペース部位情報同定処理が終了する。
また、薬物代謝酵素予測装置１００は、ステップＳＡ−４にて反応部位情報が同定された場合、阻害判定部１０２ｈの処理により、当該反応部位情報に対応する反応部位を構成する原子または反応部位の分子構造における一部分の原子の集合である部分構造原子群を、反応部位情報が同定された化合物において代謝反応が阻害されるか否かを判定するための阻害判定条件（例えば、予め定めた阻害原子一覧表など）に基づいて判定してもよい。すなわち、薬物代謝酵素予測装置１００は、上述した処理により、化合物に結合する薬物代謝酵素の分子種および薬物代謝酵素と結合した化合物において代謝反応が起こる反応部位が同定された場合、阻害判定部１０２ｈの処理により、当該化合物の反応部位を構成する原子に代謝反応を阻害する原子（例えば、アミド（Ｎ）など）が含まれているか否かを判定してもよい。
また、薬物代謝酵素予測装置１００は、予測結果出力部１０２ｉの処理により、上述した処理により予測（同定）された、化合物における結合部位情報、分子種情報、反応部位情報、ピンチングポイント情報、オープンスペース部位情報および阻害判定結果のうち少なくとも一つを化合物に対する予測結果として予測結果ファイル１０６ｊの所定の記憶領域に格納し、出力装置１１４を介して出力してもよい。
以上、メイン処理が終了する。
上述したように、本実施形態によれば、薬物代謝酵素予測装置１００は、化合物構造情報取得部１０２ａにより、化合物を構成する各原子の座標に関する情報である原子座標情報、原子間の結合に関する情報である結合情報、複数の原子により構成される環構造に関する情報である環構造情報のうち少なくとも一つを含む化合物構造情報を取得し、結合部位・分子種情報同定部１０２ｂにより、取得された化合物構造情報から、化合物と薬物代謝酵素とが結合する部位である結合部位および結合する薬物代謝酵素の分子種を同定するための結合部位同定条件に基づいて、当該化合物構造情報に対応する化合物における結合部位を構成する原子に関する情報である結合部位情報および分子種に関する情報である分子種情報を同定し、ピンチングポイント・反応部位情報取得部１０２ｃの処理により、同定された結合部位情報および化合物構造情報から、化合物および薬物代謝酵素において代謝反応が起こる部位である反応部位と結合部位とを少なくとも繋ぐ原子であるピンチングポイントを特定し、特定されたピンチングポイントの原子に関する情報であるピンチングポイント情報および当該ピンチングポイント情報に対応するピンチングポイントと繋がる反応部位を構成する原子に関する情報である反応部位情報を取得し、反応部位情報同定部１０２ｄの処理により、取得された反応部位情報を、分子種情報および化合物構造情報から、反応部位を同定するための反応部位同定条件に基づいて同定し、ピンチングポイント情報同定部１０２ｅの処理により、取得されたピンチングポイント情報を、分子種情報および化合物構造情報から、ピンチングポイントを同定するためのピンチングポイント同定条件に基づいて同定するので、予測のためのトレーニングデータを用いず、また化合物の立体的な形状を考慮して、あらゆる化合物に対する、薬物代謝酵素の分子種および化合物における薬物代謝酵素との反応部位を精度よく予測することができる。
すなわち、本実施形態によれば、薬物代謝酵素予測装置１００は、予測のためのトレーニングデータを用いず、また化合物の立体的な形状を考慮して、あらゆる化合物に対する、薬物代謝酵素の分子種および化合物における薬物代謝酵素との反応部位を精度よく予測することができるので、例えば医薬品開発の初期のステージにおいて化合物群を精度よく絞り込むことができる。
また、本実施形態によれば、薬物代謝酵素予測装置１００は、ステップＳＡ−４にて反応部位情報が同定された場合、阻害判定部１０２ｈの処理により、当該反応部位情報に対応する反応部位を構成する原子または反応部位の分子構造における一部分の原子の集合である部分構造原子群を、反応部位情報が同定された化合物において代謝反応が阻害されるか否かを判定するための阻害判定条件（例えば、予め定めた阻害原子一覧表など）に基づいて判定してもよいので、予測された反応部位を構成する原子に代謝反応を阻害する原子が含まれているか否かを判定（確認）することができ、化合物群をさらに精度よく絞り込むことができる。
［本発明の概要］
以下、本発明の概要について説明し、その後、本発明の構成および処理等について詳細に説明する。
第１図は、本発明の基本原理を示す原理構成図である。
本発明は、概略的に、以下の基本的特徴を有する。すなわち、本発明は、まず、化合物を構成する各原子の座標に関する情報である原子座標情報、原子間の結合に関する情報である結合情報、複数の原子により構成される環構造に関する情報である環構造情報のうち少なくとも一つを含む化合物構造情報を取得する（ステップＳ−１）。
ついで、ステップＳ−１にて取得された化合物構造情報から、化合物と薬物代謝酵素とが結合する部位である結合部位および結合する薬物代謝酵素の分子種を同定するための結合部位同定条件に基づいて、当該化合物構造情報に対応する化合物における結合部位を構成する原子に関する情報である結合部位情報および分子種に関する情報である分子種情報を同定する（ステップＳ−２）。
ついで、ステップＳ−２にて同定された結合部位情報およびステップＳ−１にて取得した化合物構造情報から、化合物および薬物代謝酵素において代謝反応が起こる部位である反応部位と結合部位とを少なくとも繋ぐ原子であるピンチングポイントを特定し、特定されたピンチングポイントの原子に関する情報であるピンチングポイント情報および当該ピンチングポイント情報に対応するピンチングポイントと繋がる反応部位を構成する原子に関する情報である反応部位情報を取得する（ステップＳ−３）。
ついで、ステップＳ−３にて取得された反応部位情報を、分子種情報および化合物構造情報から、反応部位を同定するための反応部位同定条件に基づいて同定する（ステップＳ−４）。
ついで、ステップＳ−３にて取得されたピンチングポイント情報を、分子種情報および化合物構造情報から、ピンチングポイントを同定するためのピンチングポイント同定条件に基づいて同定する（ステップＳ−５）。
ここで、ステップＳ−４にて同定された反応部位情報に対応する反応部位およびステップＳ−２にて同定された結合部位情報に対応する結合部位以外であってステップＳ−５にて同定されたピンチングポイント情報に対応するピンチングポイントと繋がる部位であるオープンスペース部位が存在する場合、結合部位情報、反応部位情報、ピンチングポイント情報および化合物構造情報から、オープンスペース部位を構成する原子に関する情報であるオープンスペース部位情報を取得し、取得されたオープンスペース部位情報を、分子種情報および化合物構造情報から、オープンスペース部位を同定するためのオープンスペース部位同定条件に基づいて同定してもよい。
また、ステップＳ−４にて反応部位情報が同定された場合、当該反応部位情報に対応する反応部位を構成する原子または反応部位の分子構造における一部分の原子の集合である部分構造原子群を、反応部位情報が同定された化合物において代謝反応が阻害されるか否かを判定するための阻害判定条件（例えば、予め定めた阻害原子一覧表など）に基づいて判定してもよい。
また、同定（予測）された、化合物における結合部位情報、分子種情報、反応部位情報、ピンチングポイント情報、オープンスペース部位情報および阻害判定結果のうち少なくとも一つを、化合物に対する予測結果として出力してもよい。
このように、本発明によれば、化合物構造情報から、化合物における結合部位、ピンチングポイント、反応部位、オープンスペース部位を自動的に同定することができるので、予測のためのトレーニングデータを用いずに、また化合物の立体的な形状を考慮して、あらゆる化合物に対する、薬物代謝酵素の分子種および化合物における薬物代謝酵素との反応部位を精度よく予測することができる。
また、本発明によれば、薬物代謝酵素との反応部位が同定された化合物に対して、さらに、同定された反応部位に代謝反応を阻害する原子が含まれているか否かを判定（確認）することができるので、例えば医薬品開発の初期のステージにおいて有用な化合物群を精度よく絞り込むことができる。
［システム構成］
つぎに、本システムの構成について詳細に説明する。
第２図は、本発明が適用される本システムの構成の一例を示すブロック図であり、該構成のうち本発明に関係する部分のみを概念的に示している。
第２図において、ネットワーク３００は、薬物代謝酵素予測装置１００と外部システム２００とを相互に接続する機能を有し、例えば、インターネット等である。
第２図において、外部システム２００は、ネットワーク３００を介して、薬物代謝酵素予測装置１００と相互に接続され、利用者に対して化合物ライブラリや化合物構造情報などに関する外部データベースや各種の外部プログラムを実行するウェブサイトを提供する機能を有する。
ここで、外部システム２００は、ＷＥＢサーバやＡＳＰサーバ等として構成してもよく、そのハードウェア構成は、一般に市販されるワークステーション、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置およびその付属装置により構成してもよい。また、外部システム２００の各機能は、外部システム２００のハードウェア構成中のＣＰＵ、ディスク装置、メモリ装置、入力装置、出力装置、通信制御装置等およびそれらを制御するプログラム等により実現される。
第２図において、薬物代謝酵素予測装置１００は、概略的に、薬物代謝酵素予測装置１００の全体を統括的に制御するＣＰＵ等の制御部１０２、通信回線等に接続されるルータ等の通信装置（図示せず）に接続される通信制御インターフェース部１０４、各種のデータベースやファイルなどを格納する記憶部１０６、および、入力装置１１２や出力装置１１４に接続される入出力制御インターフェース部１０８を備えて構成されており、これら各部は任意の通信路を介して通信可能に接続されている。さらに、この薬物代謝酵素予測装置１００は、ルータ等の通信装置および専用線等の有線または無線の通信回線を介して、ネットワーク３００に通信可能に接続されている。
第２図の記憶部１０６に格納される各種のデータベースやテーブルやファイル（化合物構造情報ファイル１０６ａ〜予測結果ファイル１０６ｊ）は、固定ディスク装置等のストレージ手段であり、各種処理に用いる各種のプログラムやテーブルやファイルやデータベースやウェブページ用ファイル等を格納する。
これら記憶部１０６の各構成要素のうち、化合物構造情報ファイル１０６ａは、化合物を構成する各原子の座標に関する情報である原子座標情報、原子間の結合に関する情報である結合情報、複数の原子により構成される環構造に関する情報である環構造情報のうち少なくとも一つを含む化合物構造情報を格納する化合物構造情報格納手段である。ここで、化合物構造情報ファイル１０６ａに格納される情報について第３図を参照して説明する。
第３図は、化合物構造情報ファイル１０６ａに格納される情報の一例を示す図である。第３図に示すように、この化合物構造情報ファイル１０６ａに格納される情報は、化合物を構成する原子を一意に識別するための原子識別情報と、原子識別情報に対応する原子の元素記号と、原子識別情報に対応する原子の原子座標情報（ｘ座標値、ｙ座標値、ｚ座標値）と、結合情報を一意に識別するための結合識別情報、結合識別情報における原子識別情報に対応する原子と結合する原子の原子識別情報および結合の種別に関する結合種別情報を含む結合情報と、環構造情報を一意に識別するための環識別情報および環構造を構成する原子の原子識別情報を含む環構造情報と、を相互に関連づけて構成されている。
なお、化合物構造情報ファイル１０６ａは、インターネットを経由してアクセスする外部の化合物構造情報データベースであってもよく、また、これらのデータベースをコピーしたり、オリジナルの化合物構造情報を格納したり、さらに独自のアノテーション情報等を付加したりして作成したインハウスデータベースであってもよい。
また、結合部位同定条件ファイル１０６ｂは、化合物と薬物代謝酵素とが結合する部位である結合部位および結合する薬物代謝酵素の分子種を同定するための結合部位同定条件（例えば、結合部位を構成する原子の原子座標情報の範囲である結合部位座標範囲を、予め定めた分子種ごとに規定した条件など）を格納する結合部位同定条件格納手段である。ここで、結合部位同定条件ファイル１０６ｂに格納される情報について第４図を参照して説明する。
第４図は、結合部位同定条件ファイル１０６ｂに格納される情報の一例を示す図である。第４図に示すように、結合部位同定条件ファイル１０６ｂに格納される情報は、分子種情報と、結合部位を構成する原子の原子座標情報の範囲（±ｘ方向の範囲、±ｙ方向の範囲、±ｚ方向の範囲）と、を相互に関連づけて（マトリクス形式で）構成されている。
また、結合部位・分子種情報ファイル１０６ｃは、後述する結合部位・分子種情報同定部１０２ｂにより同定された結合部位情報および分子種情報を格納する結合部位・分子種情報格納手段である。ここで、結合部位・分子種情報ファイル１０６ｃに格納される情報について第５図を参照して説明する。
第５図は、結合部位・分子種情報ファイル１０６ｃに格納される情報の一例を示す図である。第５図に示すように、結合部位・分子種情報ファイル１０６ｃに格納される情報は、結合部位を一意に識別するための結合部位識別情報と、結合部位を構成する原子の原子識別情報と、結合部位に結合する薬物代謝酵素の分子種情報と、を相互に関連づけて構成されている。
また、ピンチングポイント情報ファイル１０６ｄは、後述するピンチングポイント情報同定部１０２ｅにより同定された、化合物および薬物代謝酵素において代謝反応が起こる部位である反応部位と結合部位とを少なくとも繋ぐ原子であるピンチングポイントに関する情報であるピンチングポイント情報を格納するピンチングポイント情報格納手段である。ここで、ピンチングポイント情報ファイル１０６ｄに格納される情報について第６図を参照して説明する。
第６図は、ピンチングポイント情報ファイル１０６ｄに格納される情報の一例を示す図である。第６図に示すように、ピンチングポイント情報ファイル１０６ｄに格納される情報は、ピンチングポイントを一意に識別するためのピンチングポイント識別情報と、ピンチングポイントの原子の原子識別情報と、ピンチングポイントと繋がる結合部位の結合部位識別情報と、ピンチングポイントと繋がる反応部位の反応部位識別情報と、ピンチングポイントと繋がるオープンスペース部位のオープンスペース部位識別情報と、を相互に関連づけて構成されている。
また、反応部位情報ファイル１０６ｅは、後述する反応部位情報同定部１０２ｄにより同定された反応部位情報を格納する反応部位情報格納手段である。ここで、反応部位情報ファイル１０６ｅに格納される情報について第７図を参照して説明する。
第７図は、反応部位情報ファイル１０６ｅに格納される情報の一例を示す図である。第７図に示すように、反応部位情報ファイル１０６ｅに格納される情報は、反応部位を一意に識別するための反応部位識別情報と、反応部位と繋がるピンチングポイントのピンチングポイント識別情報と、反応部位を構成する原子の原子識別情報と、を相互に関連づけて構成されている。
また、反応部位同定条件ファイル１０６ｆは、化合物および薬物代謝酵素において代謝反応が起こる部位である反応部位を同定するための反応部位同定条件（例えば、反応部位を構成する原子の原子座標情報の範囲である反応部位座標範囲、反応部位を構成する原子とピンチングポイントとの角度値の範囲である反応部位角度範囲および反応部位を構成する原子とピンチングポイントとの距離値の範囲である反応部位距離範囲を、予め定めた分子種ごとに規定した条件など）を格納する反応部位同定条件格納手段である。ここで、反応部位同定条件ファイル１０６ｆに格納される情報について第８図を参照して説明する。
第８図は、反応部位同定条件ファイル１０６ｆに格納される情報の一例を示す図である。第８図に示すように、反応部位同定条件ファイル１０６ｆに格納される情報は、分子種情報と、反応部位を構成する原子の原子座標情報の範囲（±ｘ方向の範囲、±ｙ方向の範囲、±ｚ方向の範囲）と、反応部位を構成する原子とピンチングポイントとの角度値の範囲と、反応部位を構成する原子とピンチングポイントとの距離値の範囲と、を相互に関連づけて（マトリクス形式で）構成されている。
また、ピンチングポイント同定条件ファイル１０６ｇは、反応部位と結合部位とを少なくとも繋ぐ原子であるピンチングポイントを同定するためのピンチングポイント同定条件を格納するピンチングポイント同定条件格納手段である。ここで、ピンチングポイント同定条件ファイル１０６ｇに格納される情報について第９図を参照して説明する。
第９図は、ピンチングポイント同定条件ファイル１０６ｇに格納される情報の一例を示す図である。第９図に示すように、ピンチングポイント同定条件ファイル１０６ｇに格納される情報は、分子種情報と、ピンチングポイントの原子の原子座標情報の範囲（±ｘ方向の範囲、±ｙ方向の範囲、±ｚ方向の範囲）と、を相互に関連づけて（マトリクス形式で）構成されている。
また、オープンスペース部位情報ファイル１０６ｈは、後述するオープンスペース部位情報同定部１０２ｇにより同定されたオープンスペース部位情報を格納するオープンスペース部位情報格納手段である。ここで、オープンスペース部位情報ファイル１０６ｈに格納される情報について第１０図を参照して説明する。
第１０図は、オープンスペース部位情報ファイル１０６ｈに格納される情報の一例を示す図である。第１０図に示すように、オープンスペース部位情報ファイル１０６ｈに格納される情報は、オープンスペース部位を一意に識別するためのオープンスペース部位識別情報と、オープンスペース部位と繋がるピンチングポイントのピンチングポイント識別情報と、オープンスペース部位を構成する原子の原子識別情報と、を相互に関連づけて構成されている。
また、オープンスペース部位同定条件ファイル１０６ｉは、反応部位および結合部位以外であってピンチングポイントと繋がる部位であるオープンスペース部位を同定するためのオープンスペース部位同定条件を格納するオープンスペース部位同定条件格納手段である。ここで、オープンスペース部位同定条件ファイル１０６ｉに格納される情報について、第１１図を参照して説明する。
第１１図は、オープンスペース部位同定条件ファイル１０６ｉに格納される情報の一例を示す図である。第１１図に示すように、オープンスペース部位同定条件ファイル１０６ｉに格納される情報は、分子種情報と、オープンスペース部位を構成する原子の原子座標情報の範囲（±ｘ方向の範囲、±ｙ方向の範囲、±ｚ方向の範囲）と、を相互に関連づけて（マトリクス形式で）構成されている。
また、予測結果ファイル１０６ｊは、同定された、化合物における結合部位情報、分子種情報、反応部位情報、ピンチングポイント情報、オープンスペース部位情報および阻害判定結果のうち少なくとも一つを含む予測結果を格納する予測結果格納手段である。ここで、予測結果ファイル１０６ｊに格納される情報について、第１２図を参照して説明する。
第１２図は、予測結果ファイル１０６ｊに格納される情報の一例を示す図である。第１２図に示すように、予測結果ファイル１０６ｊに格納される情報は、同定された結合部位の結合部位識別情報と、同定された分子種情報と、同定されたピンチングポイントのピンチングポイント識別情報と、同定された反応部位の反応部位識別情報と、同定されたオープンスペース部位のオープンスペース部位識別情報と、後述する阻害判定部１０２ｈにより反応部位の阻害について判定した結果である阻害判定結果と、を相互に関連づけて構成されている。
また、その他の情報として、薬物代謝酵素予測装置１００の記憶部１０６には、例えば、複数の配座を自動的に発生させるためのプログラム等が記憶されている。
また、第２図において、通信制御インターフェース部１０４は、薬物代謝酵素予測装置１００とネットワーク３００（またはルータ等の通信装置）との間における通信制御を行う。すなわち、通信制御インターフェース部１０４は、他の端末と通信回線を介してデータを通信する機能を有する。
また、第２図において、入出力制御インターフェース部１０８は、入力装置１１２や出力装置１１４の制御を行う。ここで、出力装置１１４としては、モニタ（家庭用テレビを含む）の他、スピーカを用いることができる（なお、以下においては出力装置１１４をモニタとして記載する場合がある）。また、入力装置１１２としては、キーボード、マウス、および、マイク等を用いることができる。また、モニタも、マウスと協働してポインティングデバイス機能を実現する。
また、第２図において、制御部１０２は、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）等の制御プログラム、各種の処理手順等を規定したプログラム、および所要データを格納するための内部メモリを有し、これらのプログラム等により、種々の処理を実行するための情報処理を行う。制御部１０２は、機能概念的に、化合物構造情報取得部１０２ａ、結合部位・分子種情報同定部１０２ｂ、ピンチングポイント・反応部位情報取得部１０２ｃ、反応部位情報同定部１０２ｄ、ピンチングポイント情報同定部１０２ｅ、オープンスペース部位情報取得部１０２ｆ、オープンスペース部位情報同定部１０２ｇ、阻害判定部１０２ｈおよび予測結果出力部１０２ｉを備えて構成されている。
このうち、化合物構造情報取得部１０２ａは、化合物を構成する各原子の座標に関する情報である原子座標情報、原子間の結合に関する情報である結合情報、複数の原子により構成される環構造に関する情報である環構造情報のうち少なくとも一つを含む化合物構造情報を取得する化合物構造情報取得手段である。
また、結合部位・分子種情報同定部１０２ｂは、結合部位同定条件に基づいて、化合物構造情報に対応する化合物における結合部位を構成する原子に関する情報である結合部位情報および分子種に関する情報である分子種情報を同定する結合部位・分子種情報同定手段である。ここで、結合部位・分子種情報同定部１０２ｂは、第１３図に示すように、結合部位選択部１０２ｊ、結合部位情報取得部１０２ｋおよび取得結合部位・分子種情報同定部１０２ｍをさらに備えて構成されている。
第１３図は、本発明が適用される本システムの結合部位・分子種情報同定部１０２ｂの構成の一例を示すブロック図であり、該構成のうち本発明に関係する部分のみを概念的に示している。第１３図において、結合部位選択部１０２ｊは、予め定めた結合部位選択基準に基づいて結合部位を選択させる結合部位選択手段である。また、結合部位情報取得部１０２ｋは、結合部位情報を化合物構造情報から取得する結合部位情報取得手段である。また、取得結合部位・分子種情報同定部１０２ｍは、結合部位情報取得部１０２ｋにて取得された結合部位情報を、化合物構造情報から、結合部位同定条件に基づいて同定し、同定された結合部位情報に対応する分子種を分子種情報として同定する取得結合部位・分子種情報同定手段である。ここで、取得結合部位・分子種情報同定部１０２ｍは、第１３図に示すように、座標基準取得結合部位・分子種情報同定部１０２ｎをさらに備えて構成されている。座標基準取得結合部位・分子種情報同定部１０２ｎは、結合部位情報取得部１０２ｋにて取得された結合部位情報に対応する結合部位を構成する原子の原子座標情報が結合部位同定条件で規定された結合部位座標範囲を満たす場合に当該結合部位情報を同定し、満たした結合部位座標範囲に対応する分子種を分子種情報として同定する座標基準取得結合部位・分子種情報同定手段である。
再び第２図に戻り、ピンチングポイント・反応部位情報取得部１０２ｃは、同定された結合部位情報および化合物構造情報から、ピンチングポイントを特定し、特定されたピンチングポイントのピンチングポイント情報および特定されたピンチングポイントと繋がる反応部位の反応部位情報を取得するピンチングポイント・反応部位情報取得手段である。ここで、ピンチングポイント・反応部位情報取得部１０２ｃは、第１４図に示すように、原子特定部１０２ｐ、環構造判定部１０２ｑ、ピンチングポイント・反応部位特定部１０２ｒおよび特定ピンチングポイント・反応部位情報取得部１０２ｓをさらに備えて構成されている。
第１４図は、本発明が適用される本システムのピンチングポイント・反応部位情報取得部１０２ｃの構成の一例を示すブロック図であり、該構成のうち本発明に関係する部分のみを概念的に示している。第１４図において、原子特定部１０２ｐは、同定された結合部位情報に対応する結合部位を構成する原子と繋がる原子である直接結合原子および当該直接結合原子と繋がる原子を、化合物構造情報に含まれる結合情報に基づいて特定する原子特定手段である。また、環構造判定部１０２ｑは、特定された原子が環構造を構成する原子であるか否かを化合物構造情報に含まれる環構造情報に基づいて判定する環構造判定手段である。また、ピンチングポイント・反応部位特定部１０２ｒは、特定された原子が環構造を構成する原子であると判定された場合、特定された原子および当該原子と環構造を構成する他の原子を、反応部位を構成する原子として特定し、特定された直接結合原子をピンチングポイントとして特定するピンチングポイント・反応部位特定手段である。また、特定ピンチングポイント・反応部位情報取得部１０２ｓは、特定されたピンチングポイントのピンチングポイント情報および特定された反応部位の反応部位情報を、結合部位情報および化合物構造情報から取得する特定ピンチングポイント・反応部位情報取得手段である。
再び第２図に戻り、反応部位情報同定部１０２ｄは、反応部位情報を、分子種情報および化合物構造情報から、反応部位を同定するための反応部位同定条件に基づいて同定する反応部位情報同定手段である。ここで、反応部位情報同定部１０２ｄは、第１５図に示すように、座標基準反応部位情報判定部１０２ｔ、角度基準反応部位情報判定部１０２ｕ、距離基準反応部位情報判定部１０２ｖおよび判定結果基準反応部位情報同定部１０２ｗをさらに備えて構成されている。
第１５図は、本発明が適用される本システムの反応部位情報同定部１０２ｄの構成の一例を示すブロック図であり、該構成のうち本発明に関係する部分のみを概念的に示している。第１５図において、座標基準反応部位情報判定部１０２ｔは、反応部位情報に対応する反応部位を構成する原子の原子座標情報が、同定された分子種情報に対応する分子種において、反応部位同定条件で規定された反応部位座標範囲を満たすか否かを判定する座標基準反応部位情報判定手段である。また、角度基準反応部位情報判定部１０２ｕは、反応部位情報に対応する反応部位を構成する原子とピンチングポイント情報に対応するピンチングポイントとの角度値を算出し、算出された角度値が、同定された分子種情報に対応する分子種において、反応部位同定条件で規定された反応部位角度範囲を満たすか否かを判定する角度基準反応部位情報判定手段である。また、距離基準反応部位情報判定部１０２ｖは、反応部位情報に対応する反応部位を構成する原子とピンチングポイント情報に対応するピンチングポイントとの距離値を算出し、算出された距離値が、同定された分子種情報に対応する分子種において、反応部位同定条件で規定された反応部位距離範囲を満たすか否かを判定する距離基準反応部位情報判定手段である。また、判定結果基準反応部位情報同定部１０２ｗは、座標基準反応部位情報判定部１０２ｔ、角度基準反応部位情報判定部１０２ｕおよび距離基準反応部位情報判定部１０２ｖにて満たすと判定された反応部位情報を、反応部位同定条件を満たした反応部位情報として同定する判定結果基準反応部位情報同定手段である。
再び第２図に戻り、ピンチングポイント情報同定部１０２ｅは、ピンチングポイント情報を、分子種情報および化合物構造情報から、ピンチングポイント同定条件に基づいて同定するピンチングポイント情報同定手段である。ここで、ピンチングポイント情報同定部１０２ｅは、第１６図に示すように、座標基準ピンチングポイント情報同定部１０２ｘをさらに備えて構成されている。
第１６図は、本発明が適用される本システムのピンチングポイント情報同定部１０２ｅの構成の一例を示すブロック図であり、該構成のうち本発明に関係する部分のみを概念的に示している。第１６図において、座標基準ピンチングポイント情報同定部１０２ｘは、ピンチングポイント情報に対応する原子の原子座標情報が、同定された分子種情報に対応する分子種において、ピンチングポイント同定条件で規定されたピンチングポイント座標範囲を満たす場合に当該ピンチングポイント情報を同定する座標基準ピンチングポイント情報同定手段である。
再び第２図に戻り、オープンスペース部位情報取得部１０２ｆは、同定された反応部位および同定された結合部位以外であって同定されたピンチングポイントと繋がる部位であるオープンスペース部位が存在する場合、結合部位情報、反応部位情報、ピンチングポイント情報および化合物構造情報から、オープンスペース部位を構成する原子に関する情報であるオープンスペース部位情報を取得するオープンスペース部位情報取得手段である。
また、オープンスペース部位情報同定部１０２ｇは、オープンスペース部位情報を、分子種情報および化合物構造情報から、オープンスペース部位同定条件に基づいて同定するオープンスペース部位情報同定手段である。ここで、オープンスペース部位情報同定部１０２ｇは、第１７図に示すように、座標基準オープンスペース部位情報同定部１０２ｙをさらに備えて構成されている。
第１７図は、本発明が適用される本システムのオープンスペース部位情報同定部１０２ｇの構成の一例を示すブロック図であり、該構成のうち本発明に関係する部分のみを概念的に示している。第１７図において、座標基準オープンスペース部位情報同定部１０２ｙは、オープンスペース部位情報に対応するオープンスペース部位を構成する原子の原子座標情報が、同定された分子種情報に対応する分子種において、オープンスペース部位同定条件で規定されたオープンスペース部位座標範囲を満たす場合に当該オープンスペース部位情報を同定する座標基準オープンスペース部位情報同定手段である。
再び第２図に戻り、阻害判定部１０２ｈは、後述する反応部位情報同定部１０２ｄにより反応部位情報が同定された場合、当該反応部位情報に対応する反応部位を構成する原子または反応部位の分子構造における一部分の原子の集合である部分構造原子群を、反応部位情報が同定された化合物において代謝反応が阻害されるか否かを判定するための阻害判定条件（例えば、予め定めた阻害原子一覧表など）に基づいて判定する阻害判定手段である。
また、予測結果出力部１０２ｉは、化合物において、同定された、結合部位情報、分子種情報、反応部位情報、ピンチングポイント情報、オープンスペース部位情報および阻害判定結果のうち少なくとも一つを化合物に対する予測結果として出力する予測結果出力手段である。
なお、これら各部によって行なわれる処理の詳細については、後述する。
［システムの処理］
次に、このように構成された本実施の形態における本システムの処理の一例について、以下に第１８図〜第２４図等を参照して詳細に説明する。
まず、メイン処理の詳細について第１８図等を参照して説明する。第１８図は、本実施形態における本システムのメイン処理の一例を示すフローチャートである。
まず、薬物代謝酵素予測装置１００は、化合物構造情報取得部１０２ａの処理により、化合物を構成する各原子の座標に関する情報である原子座標情報、原子間の結合に関する情報である結合情報、複数の原子により構成される環構造に関する情報である環構造情報のうち少なくとも一つを含む化合物構造情報を取得し、化合物構造情報ファイル１０６ａの所定の記憶領域に格納する（ステップＳＡ−１）。
ここで、ステップＳＡ−１において、取得する化合物構造情報は、例えば、外部システム２００などに格納されている化合物構造情報、化合物ライブラリに格納されている化合物構造情報、入力装置１１２を介してユーザにより入力されたバーチャルな化合物構造情報などでもよい。
ついで、薬物代謝酵素予測装置１００は、結合部位・分子種情報同定部１０２ｂの処理により、ステップＳＡ−１にて取得された化合物構造情報から、結合部位同定条件ファイル１０６ｂに格納されている結合部位同定条件に基づいて、結合部位情報および分子種情報を同定し、結合部位・分子種情報ファイル１０６ｃの所定の記憶領域に格納する（ステップＳＡ−２）。
ここで、ステップＳＡ−２において、予め定めた結合部位選択基準に基づいて結合部位をユーザに選択させ、選択された結合部位に対応する結合部位情報を化合物構造情報から取得し、取得された結合部位情報を、化合物構造情報から、結合部位同定条件に基づいて同定し、同定された結合部位情報に対応する分子種を分子種情報として同定してもよい（結合部位・分子種情報同定処理）。なお、ユーザにより、例えば結合部位を構成する原子の中から原点と当該原点に対するｘ軸、ｙ軸およびｚ軸とのうち少なくとも一つを選択させてもよい。
また、ユーザが結合部位を選択した後、化合物構造情報に対して、例えば配座自動発生ソフトウェア（例えば、「ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｒｓｉ．ｃｏ．ｊｐ／ｋａｇａｋｕ／ｃｓ／ｉｎｆｏ／ｐｄｆ．ｆｉｌｅｓ／ｍｏｅ．ｐｄｆ」や「ｈｔｔｐ：／／ｈｏｍｅｐａｇｅ２．ｎｉｆｔｙ．ｃｏｍ／ｃｃｓｎｅｗｓ２／２００２／３ｑ／２００２＿３Ｑｒｓｉｍｏｅ２００２０３．ｈｔｍ」、「ｈｔｔｐ：／／ｈｏｍｅｐａｇｅ２．ｎｉｆｔｙ．ｃｏｍ／ｃｃｓｎｅｗｓ２／２００３／２ｑ／２００３＿２Ｑ／ｃｃｓ０３ｓｒｓｉ．ｈｔｍ」など参照。）を用いて、複数の配座（コンフォメーション）を発生させ、発生させた各配座ごとに、以下に示すステップＳＡ−３以降の処理を行ってもよい。
なお、結合部位選択基準は、具体的には、例えば、化合物における環構造または外観上において環構造と類似する構造である擬似環構造（または酸性基（例えば、カルボキシル（ｃａｒｂｏｘｙｌ）やスルホン（ｓｕｌｆｏｎｅ）など）が含まれる擬似環構造）である部位を結合部位として選択することを規定するものでもよい。さらに具体的には、例えば、第２６図に示すように、ＣＹＰ（ｃｙｔｏｃｈｒｏｍｅ Ｐ４５０：チトクロームＰ４５０）２Ｃ１９に固有の構造（例えば、オメプラゾール（Ｏｍｅｐｒａｚｏｌｅ）やＨ２５９／３１など）において、結合「Ｓ＝Ｏ」を含む部位がある場合は当該部位を結合部位として選択する、ＣＹＰ２Ｃ９に固有の構造（例えば、ロサルタン（Ｌｏｓａｒｔａｎ）など）において、ロサルタン（Ｌｏｓａｒｔａｎ）の場合は３つの環構造で１つの擬似環構造を構成する部位を結合部位として選択することを規定するものでもよい。
また、結合部位同定条件は、概念的に、結合部位を構成する各原子の取り得る値の範囲を、幅（±ｘ方向）、奥行き（±ｙ方向）、厚み（±ｚ方向）ごとに規定したものでもよい。具体的には、例えば、幅（±ｘ方向）については、概念的に、以下に示す官能基条件に基づいて決まる範囲でもよい。また、奥行き（±ｙ方向）については、概念的に、ＣＹＰの分子種ごとに決まる範囲でもよく、例えばＣＹＰ２Ｃ１９の場合はベンゼン環が最大となる範囲でもよい。また、厚み（±ｚ方向）については、概念的に、メシル基の厚みが最大となる範囲でもよい。ここで、官能基条件とは、第２７図に示すように、Ｒ１およびＲ２が、平面の構造であってカルボニル基が最大（例えば、結合「＝Ｏ」および「＝Ｓ」の場合など）となり、Ｒ３およびＲ４が、平面の構造であってベンゼン環が最大となり、Ｒ５が、Ｒ１およびＲ２と同様となる（但し、ＣＹＰ２Ｃ８の場合はＣＨ３も認める）、という条件である。
ここで、結合部位・分子種情報同定処理の詳細について第１９図を参照して説明する。第１９図は、本実施形態における本システムの結合部位・分子種情報同定処理の一例を示すフローチャートである。
まず、結合部位・分子種情報同定部１０２ｂは、結合部位選択部１０２ｊの処理により、予め定めた結合部位選択基準に基づいて結合部位をユーザに選択させる（ステップＳＢ−１）。
ついで、結合部位・分子種情報同定部１０２ｂは、結合部位情報取得部１０２ｋの処理により、ステップＳＢ−１にて選択された結合部位の結合部位情報を化合物構造情報から取得し、結合部位・分子種情報ファイル１０６ｃの所定の記憶領或に格納する（ステップＳＢ−２）。
ついで、結合部位・分子種情報同定部１０２ｂは、取得結合部位・分子種情報同定部１０２ｍの処理により、ステップＳＢ−２にて取得された結合部位情報を、化合物構造情報から、結合部位同定条件ファイル１０６ｂに格納されている結合部位同定条件に基づいて同定し、同定された結合部位情報に対応する分子種を分子種情報として同定する。
具体的には、取得結合部位・分子種情報同定部１０２ｍは、座標基準取得結合部位・分子種情報同定部１０２ｎの処理により、ステップＳＢ−２にて取得された結合部位情報に対応する結合部位を構成する原子の原子座標情報のｘ座標値が、結合部位同定条件ファイル１０６ｂに格納されている結合部位同定条件で規定された結合部位座標範囲（±ｘ方向）を満たすか否かを判定する（ステップＳＢ−３）。
ついで、取得結合部位・分子種情報同定部１０２ｍは、ステップＳＢ−３にて「満たす」と判定された場合（ステップＳＢ−４：Ｙｅｓ）、座標基準取得結合部位・分子種情報同定部１０２ｎの処理により、満たした結合部位座標範囲（±ｘ方向）に対応する分子種情報を取得し、結合部位・分子種情報ファイル１０６ｃの所定の記憶領域に格納する（ステップＳＢ−５）。
ついで、取得結合部位・分子種情報同定部１０２ｍは、座標基準取得結合部位・分子種情報同定部１０２ｎの処理により、原子座標情報のｙ座標値が、ステップＳＢ−５にて取得した分子種情報に対応する分子種において、結合部位同定条件ファイル１０６ｂに格納されている結合部位同定条件で規定された結合部位座標範囲（±ｙ方向）を満たすか否かを判定する（ステップＳＢ−６）。
ついで、取得結合部位・分子種情報同定部１０２ｍは、ステップＳＢ−６にて「満たす」と判定された場合（ステップＳＢ−７：Ｙｅｓ）、座標基準取得結合部位・分子種情報同定部１０２ｎの処理により、原子座標情報のｚ座標値が、ステップＳＢ−５にて取得した分子種情報に対応する分子種において、結合部位同定条件ファイル１０６ｂに格納されている結合部位同定条件で規定された結合部位座標範囲（±ｚ方向）を満たすか否かを判定する（ステップＳＢ−８）。
ついで、取得結合部位・分子種情報同定部１０２ｍは、ステップＳＢ−８にて「満たす」と判定された場合（ステップＳＢ−９：Ｙｅｓ）、座標基準取得結合部位・分子種情報同定部１０２ｎの処理により、まだ判定していない原子がある場合（ステップＳＢ−１０：Ｎｏ）は、再びステップＳＢ−３の処理に戻り、判定していない原子がない、つまり、すべての原子を判定した場合（ステップＳＢ−１０：Ｙｅｓ）は、ステップＳＢ−２にて取得した結合部位情報を同定し、ステップＳＢ−５にて取得した分子種情報を同定する。
なお、ステップＳＢ−３、ステップＳＢ−６およびステップＳＢ−８にて、「満たさない」と判定された場合（ステップＳＢ−４：Ｎｏ、ステップＳＢ−７：ＮｏおよびステップＳＢ−９：Ｎｏ）は、まだ判定していない原子が残っていても、本処理を終了する。
これにて、結合部位・分子種情報同定処理が終了する。
再び第１８図に戻り、薬物代謝酵素予測装置１００は、ピンチングポイント・反応部位情報取得部１０２ｃの処理により、ステップＳＡ−２にて同定された結合部位情報およびステップＳＡ−１にて取得した化合物構造情報から、ピンチングポイントを特定し、特定されたピンチングポイントのピンチングポイント情報および当該ピンチングポイント情報に対応するピンチングポイントと繋がる反応部位の反応部位情報を取得し、ピンチングポイント情報ファイル１０６ｄの所定の記憶領域、反応部位情報ファイル１０６ｅの所定の記憶領域に、それぞれ格納する（ステップＳＡ−３）。
ここで、ステップＳＡ−３において、ステップＳＡ−２にて同定された結合部位情報に対応する結合部位を構成する原子と繋がる原子である直接結合原子および当該直接結合原子と繋がる原子を、化合物構造情報に含まれる結合情報に基づいて特定し、特定された原子が環構造を構成する原子であるか否かを化合物構造情報に含まれる環構造情報に基づいて判定し、特定された原子が環構造を構成する原子であると判定された場合、特定された原子および当該原子と環構造を構成する他の原子を、反応部位を構成する原子として特定し、特定された直接結合原子をピンチングポイントとして特定し、特定されたピンチングポイントのピンチングポイント情報および特定された反応部位の反応部位情報を、結合部位情報および化合物構造情報から取得してもよい（ピンチングポイント・反応部位情報取得処理）。
なお、特定された原子が環構造を構成する原子であると判定されなかった場合、直接結合原子が環構造を構成する原子であるか否かを判定し、直接結合原子が環構造を構成する原子であると判定された場合、ステップＳＡ−２にて同定された結合部位情報に対応する結合部位を構成し当該直接結合原子と繋がる原子をピンチングポイントとして特定し、直接結合原子および当該直接結合原子と環構造を構成する他の原子を、反応部位を構成する原子として特定してもよい。つまり、結合部位を構成する原子がピンチングポイントになる場合もある。
また、ピンチングポイントとして特定する原子は、結合部位を構成する原子から、例えば１結合伸ばした原子のうち、環構造を構成する原子に繋がるものでもよい。
また、結合部位を構成する原子および当該原子と繋がるピンチングポイントの間の原子座標情報（例えば、±ｘ方向など）の許容範囲が最も厳しい所で、化合物がＣＹＰに抑えられていると考えてもよい。
また、ピンチングポイント・反応部位情報取得部１０２ｃの処理により、ピンチングポイント情報は、複数取得される場合もある。その場合は、各ピンチングポイント情報および対応する反応部位情報に対して、後述するピンチングポイント情報の同定および反応部位情報の同定の処理を行う。
ここで、ピンチングポイント・反応部位情報取得処理の詳細について第２０図を参照して説明する。第２０図は、本実施形態における本システムのピンチングポイント・反応部位情報取得処理の一例を示すフローチャートである。
まず、ピンチングポイント・反応部位情報取得部１０２ｃは、原子特定部１０２ｐの処理により、直接結合原子および当該直接結合原子と繋がる原子を、化合物構造情報に含まれる結合情報に基づいて特定する（ステップＳＣ−１）。
ついで、ピンチングポイント・反応部位情報取得部１０２ｃは、環構造判定部１０２ｑの処理により、ステップＳＣ−１にて特定された原子が環構造を構成する原子であるか否かを化合物構造情報に含まれる環構造情報に基づいて判定する（ステップＳＣ−２）。
ついで、ピンチングポイント・反応部位情報取得部１０２ｃは、ピンチングポイント・反応部位特定部１０２ｒの処理により、ステップＳＣ−２にて特定された原子が環構造を構成する原子であると判定された場合、特定された原子および当該原子と環構造を構成する他の原子を、反応部位を構成する原子として特定し、特定された直接結合原子をピンチングポイントとして特定する（ステップＳＣ−３）。
なお、ステップＳＣ−３において、特定された原子が環構造を構成する原子であると判定されなかった場合、ピンチングポイント・反応部位情報取得部１０２ｃは、環構造判定部１０２ｑの処理により、直接結合原子が環構造を構成する原子であるか否かを判定し、ピンチングポイント・反応部位特定部１０２ｒの処理により、直接結合原子が環構造を構成する原子であると判定された場合、同定された結合部位情報に対応する結合部位を構成し当該直接結合原子と繋がる原子をピンチングポイントとして特定する。
ついで、ピンチングポイント・反応部位情報取得部１０２ｃは、特定ピンチングポイント・反応部位情報取得部１０２ｓの処理により、ステップＳＣ−３にて特定されたピンチングポイントのピンチングポイント情報および特定された反応部位の反応部位情報を、結合部位情報および化合物構造情報から取得し、ピンチングポイント情報ファイル１０６ｄの所定の記憶領域、反応部位情報ファイル１０６ｅの所定の記憶領域に、それぞれ格納する（ステップＳＣ−４）。
これにて、ピンチングポイント・反応部位情報取得処理が終了する。
再び第１８図に戻り、薬物代謝酵素予測装置１００は、反応部位情報同定部１０２ｄの処理により、ステップＳＡ−３にて取得された反応部位情報を、分子種情報および化合物構造情報から、反応部位同定条件ファイル１０６ｆに格納された反応部位同定条件に基づいて同定する（ステップＳＡ−４）。
ここで、ステップＳＡ−４において、反応部位同定条件は、反応部位座標範囲、反応部位角度範囲および反応部位距離範囲を、予め定めた分子種ごとに規定した条件でもよく、また、ステップＳＡ−３にて取得された反応部位情報に対応する反応部位を構成する原子の原子座標情報が、ステップＳＡ−２にて同定された分子種情報に対応する分子種において、反応部位座標範囲を満たすか否かを判定し、反応部位情報に対応する反応部位を構成する原子とピンチングポイント情報に対応するピンチングポイントとの角度値を算出し、算出された角度値が、ステップＳＡ−２にて同定された分子種情報に対応する分子種において、反応部位角度範囲を満たすか否かを判定し、反応部位情報に対応する反応部位を構成する原子とピンチングポイント情報に対応するピンチングポイントとの距離値を算出し、算出された距離値が、ステップＳＡ−２にて同定された分子種情報に対応する分子種において、反応部位距離範囲を満たすか否かを判定し、反応部位座標範囲、反応部位角度範囲および反応部位距離範囲を満たすと判定された反応部位情報を、反応部位同定条件を満たした反応部位情報として同定してもよい（反応部位情報同定処理）。
なお、反応部位座標範囲は、概念的に、反応部位を構成する各原子の取り得る値の範囲を、幅（±ｘ方向）、奥行き（±ｙ方向）、厚み（±ｚ方向）ごとに規定したものでもよい。具体的には、例えば、幅（±ｘ方向）については、概念的に、上述した結合部位同定条件における範囲と同様の範囲（例えば結合部位から＋ｘ方向の延長線）でもよい。また、奥行き（±ｙ方向）については、概念的に、ＣＹＰの分子種ごとに決まる範囲であり、例えばＣＹＰ２Ｃ９の場合は狭く、ＣＹＰ２Ｃ１９の場合は広い範囲でもよい。また、厚み（±ｚ方向）については、概念的に、サイクロヘキサン（椅子型）の厚みが最大となる範囲でもよい。
また、反応部位角度範囲は、概念的に、第２８図に示すように、ピンチングポイントの原子と反応部位を構成する原子とを予め定義した２次元座標系上（第２８図では、ピンチングポイントを原点とする２次元座標系である。）に投影した際の、原子間における座標軸からの角度値の範囲でもよい。
また、反応部位距離範囲は、概念的に、ピンチングポイントの原子と反応部位を構成する原子との直線距離の範囲でもよい。また、反応部位距離範囲は、具体的には、第２９図に示すように、ピンチングポイント（第２９図では、「１」の番号の原子）と当該ピンチングポイントから例えば５炭素分先の原子（第２９図では、「５」の番号の原子）との距離（例えば、ｚ座標の距離など）の範囲でもよい。
ここで、反応部位情報同定処理の詳細について第２１図を参照して説明する。第２１図は、本実施形態における本システムの反応部位情報同定処理の一例を示すフローチャートである。
まず、反応部位情報同定部１０２ｄは、座標基準反応部位情報判定部１０２ｔの処理により、ステップＳＡ−３にて取得された反応部位情報に対応する反応部位を構成する原子の原子座標情報が、ステップＳＡ−２にて同定された分子種情報に対応する分子種において、反応部位同定条件ファイル１０６ｆに格納された反応部位同定条件で規定された反応部位座標範囲を満たすか否かを判定する（ステップＳＤ−１）（反応部位座標範囲判定処理）。
ここで、ステップＳＤ−１にて行われる反応部位座標範囲判定処理の詳細について第２２図を参照して説明する。第２２図は、本実施形態における本システムの反応部位座標範囲判定処理の一例を示すフローチャートである。
まず、反応部位情報同定部１０２ｄは、座標基準反応部位情報判定部１０２ｔの処理により、ステップＳＡ−３にて取得された反応部位情報に対応する反応部位を構成する原子の原子座標情報のｘ座標値が、ステップＳＡ−２にて同定された分子種情報に対応する分子種において、反応部位同定条件ファイル１０６ｆに格納された反応部位同定条件で規定された反応部位座標範囲（±ｘ方向）を満たすか否かを判定する（ステップＳＥ−１）。
ついで、反応部位情報同定部１０２ｄは、ステップＳＥ−１にて「満たす」と判定された場合（ステップＳＥ−２：Ｙｅｓ）、座標基準反応部位情報判定部１０２ｔの処理により、原子座標情報のｙ座標値が、ステップＳＡ−２にて同定された分子種情報に対応する分子種において、反応部位同定条件ファイル１０６ｆに格納された反応部位同定条件で規定された反応部位座標範囲（±ｙ方向）を満たすか否かを判定する（ステップＳＥ−３）。
ついで、反応部位情報同定部１０２ｄは、ステップＳＥ−３にて「満たす」と判定された場合（ステップＳＥ−４：Ｙｅｓ）、座標基準反応部位情報判定部１０２ｔの処理により、原子座標情報のｚ座標値が、ステップＳＡ−２にて同定された分子種情報に対応する分子種において、反応部位同定条件ファイル１０６ｆに格納された反応部位同定条件で規定された反応部位座標範囲（±ｚ方向）を満たすか否かを判定する（ステップＳＥ−５）。
なお、ステップＳＥ−１およびステップＳＥ−３にて、「満たさない」と判定された場合（ステップＳＥ−２：ＮｏおよびステップＳＥ−４：Ｎｏ）は、本処理を終了する。
これにて、反応部位座標範囲判定処理が終了する。
再び第２１図に戻り、反応部位情報同定部１０２ｄは、ステップＳＤ−１にて「満たす」と判定された場合（ステップＳＥ−５にて「満たす」と判定された場合）（ステップＳＤ−２：Ｙｅｓ）、角度基準反応部位情報判定部１０２ｕの処理により、反応部位情報に対応する反応部位を構成する原子とピンチングポイント情報に対応するピンチングポイントとの角度値を算出し、算出された角度値が、ステップＳＡ−２にて同定された分子種情報に対応する分子種において、反応部位同定条件ファイル１０６ｆに格納された反応部位同定条件で規定された反応部位角度範囲を満たすか否かを判定する（ステップＳＤ−３）。
ついで、反応部位情報同定部１０２ｄは、ステップＳＤ−３にて「満たす」と判定された場合（ステップＳＤ−４：Ｙｅｓ）、距離基準反応部位情報判定部１０２ｖの処理により、反応部位情報に対応する反応部位を構成する原子とピンチングポイント情報に対応するピンチングポイントとの距離値を算出し、算出された距離値が、ステップＳＡ−２にて同定された分子種情報に対応する分子種において、反応部位同定条件ファイル１０６ｆに格納された反応部位同定条件で規定された反応部位距離範囲を満たすか否かを判定する（ステップＳＤ−５）。
ついで、反応部位情報同定部１０２ｄは、判定結果基準反応部位情報同定部１０２ｗの処理により、まだ判定していない原子がある場合（ステップＳＤ−６：Ｎｏ）は、再びステップＳＤ−１の処理に戻り、判定していない原子がない、つまり、すべての原子を判定した場合（ステップＳＤ−６：Ｙｅｓ）は、ステップＳＡ−３にて取得した反応部位情報を同定する。具体的には、ＳＡ−３にて取得した反応部位情報に対応する反応部位を構成する全ての原子の原子座標情報がステップＳＤ−１にて「満たす」と判定され、かつ、ＳＡ−３にて取得した反応部位情報に対応する反応部位を構成する原子の原子座標情報がステップＳＤ−３およびステップＳＤ−５にて「満たす」と判定された場合、ＳＡ−３にて取得した反応部位情報を同定する。
なお、ステップＳＤ−１にて「満たさない」と判定された場合（ステップＳＤ−２：Ｎｏ）は、まだ判定していない原子が残っていても、本処理を終了する。また、ステップＳＤ−３にて「満たさない」と判定された場合（ステップＳＤ−４：Ｎｏ）は、図示の如く、ステップＳＤ−６へ進む。
これにて、反応部位情報同定処理が終了する。
再び第１８図に戻り、薬物代謝酵素予測装置１００は、ピンチングポイント情報同定部１０２ｅの処理により、ステップＳＡ−３にて取得されたピンチングポイント情報を、分子種情報および化合物構造情報から、ピンチングポイント同定条件ファイル１０６ｇに格納されたピンチングポイント同定条件に基づいて同定する（ステップＳＡ−５）。
ここで、ステップＳＡ−５において、ピンチングポイント同定条件は、ピンチングポイントの原子の原子座標情報の範囲であるピンチングポイント座標範囲を、予め定めた分子種ごとに規定した条件であってもよく、また、ステップＳＡ−３にて取得されたピンチングポイント情報に対応するピンチングポイントの原子の原子座標情報が、ステップＳＡ−２にて同定された分子種情報に対応する分子種において、ピンチングポイント座標範囲を満たす場合に当該ピンチングポイント情報を同定してもよい（ピンチングポイント情報同定処理）。
ここで、ピンチングポイント情報同定処理の詳細について第２３図を参照して説明する。第２３図は、本実施形態における本システムのピンチングポイント情報同定処理の一例を示すフローチャートである。
まず、ピンチングポイント情報同定部１０２ｅは、座標基準ピンチングポイント情報同定部１０２ｘの処理により、ステップＳＡ−３にて取得されたピンチングポイント情報に対応する原子の原子座標情報のｘ座標値が、ステップＳＡ−２にて同定された分子種情報に対応する分子種において、ピンチングポイント同定条件ファイル１０６ｇに格納されたピンチングポイント同定条件で規定されたピンチングポイント座標範囲（±ｘ方向）を満たすか否かを判定する（ステップＳＦ−１）。
ついで、ピンチングポイント情報同定部１０２ｅは、ステップＳＦ−１にて「満たす」と判定された場合（ステップＳＦ−２：Ｙｅｓ）、座標基準ピンチングポイント情報同定部１０２ｘの処理により、ピンチングポイント情報に対応する原子の原子座標情報のｙ座標値が、ステップＳＡ−２にて同定された分子種情報に対応する分子種において、ピンチングポイント同定条件ファイル１０６ｇに格納されたピンチングポイント同定条件で規定されたピンチングポイント座標範囲（±ｙ方向）を満たすか否かを判定する（ステップＳＦ−３）。
ついで、ピンチングポイント情報同定部１０２ｅは、ステップＳＦ−３にて「満たす」と判定された場合（ステップＳＦ−４：Ｙｅｓ）、座標基準ピンチングポイント情報同定部１０２ｘの処理により、ピンチングポイント情報に対応する原子の原子座標情報のｚ座標値が、ステップＳＡ−２にて同定された分子種情報に対応する分子種において、ピンチングポイント同定条件ファイル１０６ｇに格納されたピンチングポイント同定条件で規定されたピンチングポイント座標範囲（±ｚ方向）を満たすか否かを判定する（ステップＳＦ−５）。
ついで、ピンチングポイント情報同定部１０２ｅは、ステップＳＦ−５にて「満たす」と判定された場合、座標基準ピンチングポイント情報同定部１０２ｘの処理により、ステップＳＡ−３にて取得されたピンチングポイント情報を同定する。
なお、同定されたピンチングポイントは、結果的に、結合部位を構成する原子となる場合がある。
これにて、ピンチングポイント情報同定処理が終了する。
また、薬物代謝酵素予測装置１００は、ステップＳＡ−４にて同定された反応部位情報に対応する反応部位およびステップＳＡ−２にて同定された結合部位情報に対応する結合部位以外であってステップＳＡ−５にて同定されたピンチングポイント情報に対応するピンチングポイントと繋がる部位であるオープンスペース部位が存在する場合、オープンスペース部位情報取得部１０２ｆの処理により、結合部位情報、反応部位情報、ピンチングポイント情報および化合物構造情報から、オープンスペース部位を構成する原子に関する情報であるオープンスペース部位情報を取得し、オープンスペース部位情報ファイル１０６ｈの所定の記憶領域に格納し、オープンスペース部位情報同定部１０２ｇの処理により、取得されたオープンスペース部位情報を、分子種情報および化合物構造情報から、オープンスペース部位を同定するためのオープンスペース部位同定条件ファイル１０６ｉに格納されたオープンスペース部位同定条件に基づいて同定してもよい。なお、オープンスペース部位同定条件は、オープンスペース部位を構成する原子の原子座標情報の範囲であるオープンスペース部位座標範囲を、予め定めた分子種ごとに規定した条件であってもよく、オープンスペース部位情報同定部１０２ｇは、座標基準オープンスペース部位情報同定部１０２ｙの処理により、取得されたオープンスペース部位情報に対応するオープンスペース部位を構成する原子の原子座標情報が、同定された分子種情報に対応する分子種において、オープンスペース部位同定条件ファイル１０６ｉに格納されたオープンスペース部位同定条件で規定されたオープンスペース部位座標範囲を満たす場合に当該オープンスペース部位情報を同定してもよい（オープンスペース部位情報同定処理）。
また、オープンスペース部位座標範囲は、第３０図に示すように、概念的に、オープンスペース部位を構成する各原子の取り得る値の範囲を、幅（±ｘ方向）、奥行き（±ｙ方向）、厚み（±ｚ方向）ごとに規定した範囲でもよい。
ここで、オープンスペース部位情報同定処理の詳細について第２４図を参照して説明する。第２４図は、本実施形態における本システムのオープンスペース部位情報同定処理の一例を示すフローチャートである。
まず、オープンスペース部位情報同定部１０２ｇは、座標基準オープンスペース部位情報同定部１０２ｙの処理により、オープンスペース部位情報取得部１０２ｆにて取得されたオープンスペース部位情報に対応するオープンスペース部位を構成する原子の原子座標情報のｘ座標値が、ステップＳＡ−２にて同定された分子種情報に対応する分子種において、オープンスペース部位同定条件ファイル１０６ｉに格納されたオープンスペース部位同定条件で規定されたオープンスペース部位座標範囲（±ｘ方向）を満たすか否かを判定する（ステップＳＧ−１）。
ついで、オープンスペース部位情報同定部１０２ｇは、ステップＳＧ−１にて「満たす」と判定された場合（ステップＳＧ−２：Ｙｅｓ）、座標基準オープンスペース部位情報同定部１０２ｙの処理により、原子座標情報のｙ座標値が、ステップＳＡ−２にて同定された分子種情報に対応する分子種において、オープンスペース部位同定条件ファイル１０６ｉに格納されたオープンスペース部位同定条件で規定されたオープンスペース部位座標範囲（±ｙ方向）を満たすか否かを判定する（ステップＳＧ−３）。
ついで、オープンスペース部位情報同定部１０２ｇは、ステップＳＧ−３にて「満たす」と判定された場合（ステップＳＧ−４：Ｙｅｓ）、座標基準オープンスペース部位情報同定部１０２ｙの処理により、原子座標情報のｚ座標値が、ステップＳＡ−２にて同定された分子種情報に対応する分子種において、オープンスペース部位同定条件ファイル１０６ｉに格納されたオープンスペース部位同定条件で規定されたオープンスペース部位座標範囲（±ｚ方向）を満たすか否かを判定する（ステップＳＧ−５）。
ついで、オープンスペース部位情報同定部１０２ｇは、ステップＳＧ−５にて「満たす」と判定された場合（ステップＳＧ−６：Ｙｅｓ）、座標基準オープンスペース部位情報同定部１０２ｙの処理により、まだ判定していない原子がある場合（ステップＳＧ−７：Ｎｏ）は、再びステップＳＧ−１の処理に戻り、判定していない原子がない、つまり、すべての原子を判定した場合（ステップＳＧ−７：Ｙｅｓ）は、オープンスペース部位情報取得部１０２ｆにて取得されたオープンスペース部位情報を同定する。
なお、ステップＳＧ−１、ステップＳＧ−３およびステップＳＧ−５にて、「満たさない」と判定された場合（ステップＳＧ−２：Ｎｏ、ステップＳＧ−４：ＮｏおよびステップＳＧ−６：Ｎｏ）は、まだ判定していない原子が残っていても、本処理を終了する。
これにて、オープンスペース部位情報同定処理が終了する。
また、薬物代謝酵素予測装置１００は、ステップＳＡ−４にて反応部位情報が同定された場合、阻害判定部１０２ｈの処理により、当該反応部位情報に対応する反応部位を構成する原子または反応部位の分子構造における一部分の原子の集合である部分構造原子群を、反応部位情報が同定された化合物において代謝反応が阻害されるか否かを判定するための阻害判定条件（例えば、予め定めた阻害原子一覧表など）に基づいて判定してもよい。すなわち、薬物代謝酵素予測装置１００は、上述した処理により、化合物に結合する薬物代謝酵素の分子種および薬物代謝酵素と結合した化合物において代謝反応が起こる反応部位が同定された場合、阻害判定部１０２ｈの処理により、当該化合物の反応部位を構成する原子に代謝反応を阻害する原子（例えば、アミド（Ｎ）など）が含まれているか否かを判定してもよい。
また、薬物代謝酵素予測装置１００は、予測結果出力部１０２ｉの処理により、上述した処理により予測（同定）された、化合物における結合部位情報、分子種情報、反応部位情報、ピンチングポイント情報、オープンスペース部位情報および阻害判定結果のうち少なくとも一つを化合物に対する予測結果として予測結果ファイル１０６ｊの所定の記憶領域に格納し、出力装置１１４を介して出力してもよい。
以上、メイン処理が終了する。
上述したように、本実施形態によれば、薬物代謝酵素予測装置１００は、化合物構造情報取得部１０２ａにより、化合物を構成する各原子の座標に関する情報である原子座標情報、原子間の結合に関する情報である結合情報、複数の原子により構成される環構造に関する情報である環構造情報のうち少なくとも一つを含む化合物構造情報を取得し、結合部位・分子種情報同定部１０２ｂにより、取得された化合物構造情報から、化合物と薬物代謝酵素とが結合する部位である結合部位および結合する薬物代謝酵素の分子種を同定するための結合部位同定条件に基づいて、当該化合物構造情報に対応する化合物における結合部位を構成する原子に関する情報である結合部位情報および分子種に関する情報である分子種情報を同定し、ピンチングポイント・反応部位情報取得部１０２ｃの処理により、同定された結合部位情報および化合物構造情報から、化合物および薬物代謝酵素において代謝反応が起こる部位である反応部位と結合部位とを少なくとも繋ぐ原子であるピンチングポイントを特定し、特定されたピンチングポイントの原子に関する情報であるピンチングポイント情報および当該ピンチングポイント情報に対応するピンチングポイントと繋がる反応部位を構成する原子に関する情報である反応部位情報を取得し、反応部位情報同定部１０２ｄの処理により、取得された反応部位情報を、分子種情報および化合物構造情報から、反応部位を同定するための反応部位同定条件に基づいて同定し、ピンチングポイント情報同定部１０２ｅの処理により、取得されたピンチングポイント情報を、分子種情報および化合物構造情報から、ピンチングポイントを同定するためのピンチングポイント同定条件に基づいて同定するので、予測のためのトレーニングデータを用いず、また化合物の立体的な形状を考慮して、あらゆる化合物に対する、薬物代謝酵素の分子種および化合物における薬物代謝酵素との反応部位を精度よく予測することができる。
すなわち、本実施形態によれば、薬物代謝酵素予測装置１００は、予測のためのトレーニングデータを用いず、また化合物の立体的な形状を考慮して、あらゆる化合物に対する、薬物代謝酵素の分子種および化合物における薬物代謝酵素との反応部位を精度よく予測することができるので、例えば医薬品開発の初期のステージにおいて化合物群を精度よく絞り込むことができる。
また、本実施形態によれば、薬物代謝酵素予測装置１００は、ステップＳＡ−４にて反応部位情報が同定された場合、阻害判定部１０２ｈの処理により、当該反応部位情報に対応する反応部位を構成する原子または反応部位の分子構造における一部分の原子の集合である部分構造原子群を、反応部位情報が同定された化合物において代謝反応が阻害されるか否かを判定するための阻害判定条件（例えば、予め定めた阻害原子一覧表など）に基づいて判定してもよいので、予測された反応部位を構成する原子に代謝反応を阻害する原子が含まれているか否かを判定（確認）することができ、化合物群をさらに精度よく絞り込むことができる。
ここでは、上述した本実施形態を適用した実施例について第３１図を参照して説明する。第３１図は、本実施例における薬物代謝酵素予測装置１００のメイン処理の一例を示す説明図である。
まず、薬物代謝酵素予測装置１００は、本実施形態における化合物構造情報取得部１０２ａの処理により、外部システム２００に格納された化合物ライブラリ（本実施形態における化合物構造情報に対応）を取得する（ステップＳＨ−１：化合物ライブラリ取得処理）。
ついで、薬物代謝酵素予測装置１００は、ステップＳＨ−１にて化合物ライブラリを取得することができなかった場合（ステップＳＨ−２：Ｎｏ）、本実施形態における化合物構造情報取得部１０２ａの処理により、ユーザにより入力されたバーチャル化合物ライブラリを取得する（ステップＳＨ−３：バーチャル化合物ライブラリ取得処理）。
ついで、薬物代謝酵素予測装置１００は、本実施形態における結合部位・分子種情報同定部１０２ｂの処理により、ステップＳＨ−１にて取得した化合物ライブラリまたはステップＳＨ−３にて取得したバーチャル化合物ライブラリから、結合部位情報を同定する（ステップＳＨ−４：結合サイトの同定処理）。
ついで、薬物代謝酵素予測装置１００は、本実施形態におけるピンチングポイント情報同定部１０２ｅの処理により、ステップＳＨ−１にて取得した化合物ライブラリまたはステップＳＨ−３にて取得したバーチャル化合物ライブラリから、ピンチングポイント情報を同定する（ステップＳＨ−５：ピンチングポイントの同定処理）。
ついで、薬物代謝酵素予測装置１００は、本実施形態におけるオープンスペース部位情報同定部１０２ｇの処理により、ステップＳＨ−１にて取得した化合物ライブラリまたはステップＳＨ−３にて取得したバーチャル化合物ライブラリから、オープンスペース部位情報を同定する（ステップＳＨ−６：オープンスペースサイトの同定処理）。
ついで、薬物代謝酵素予測装置１００は、本実施形態における反応部位情報同定部１０２ｄの処理により、ステップＳＨ−１にて取得した化合物ライブラリまたはステップＳＨ−３にて取得したバーチャル化合物ライブラリから、反応部位情報を同定する（ステップＳＨ−７：反応サイトの同定処理）。
ついで、薬物代謝酵素予測装置１００は、本実施形態における制御部１０２の処理により、上述したＳＨ−４〜ステップＳＨ−７における同定結果に基づいて、薬物代謝酵素（ＣＹＰ）の分子種を確定し、さらに、本実施形態における阻害判定部１０２ｈの処理により、上述したステップＳＨ−４〜ステップＳＨ−７にて、結合部位、ピンチングポイント、オープンスペース部位および反応部位が同定された化合物の反応部位を構成する原子に、代謝反応を阻害する原子が含まれているか否かを判定する（ステップＳＨ−８：ＣＹＰ確定処理）。
ついで、薬物代謝酵素予測装置１００は、本実施形態における予測結果出力部１０２ｉの処理により、ステップＳＨ−４〜ステップＳＨ−７において同定された結合部位、ピンチングポイント、オープンスペース部位および反応部位、ステップＳＨ−８にて確定された分子種および代謝阻害結果を含む代謝予測結果を、本実施形態における予測結果ファイル１０６ｊ（代謝予測結果データベース）に格納し、本実施形態における出力装置１１４（例えば、モニタなど）に出力（表示）する（ステップＳＨ−９）。
以上、本実施例によれば、結合部位、ピンチングポイント、反応部位、オープンスペース部位をそれぞれ評価することにより、あらゆる化合物に対する、薬物代謝酵素の分子種および反応部位を精度よく予測することができるだけでなく、予測した反応部位にて実際に代謝反応が起こるか否かについても効率よく確認することができるので、例えば医薬品開発の初期のステージにおいて有用な化合物群を精度よく絞り込むことができる。
まず、薬物代謝酵素予測装置１００は、本実施形態における化合物構造情報取得部１０２ａの処理により、外部システム２００に格納された化合物ライブラリ（本実施形態における化合物構造情報に対応）を取得する（ステップＳＨ−１：化合物ライブラリ取得処理）。
ついで、薬物代謝酵素予測装置１００は、ステップＳＨ−１にて化合物ライブラリを取得することができなかった場合（ステップＳＨ−２：Ｎｏ）、本実施形態における化合物構造情報取得部１０２ａの処理により、ユーザにより入力されたバーチャル化合物ライブラリを取得する（ステップＳＨ−３：バーチャル化合物ライブラリ取得処理）。
ついで、薬物代謝酵素予測装置１００は、本実施形態における結合部位・分子種情報同定部１０２ｂの処理により、ステップＳＨ−１にて取得した化合物ライブラリまたはステップＳＨ−３にて取得したバーチャル化合物ライブラリから、結合部位情報を同定する（ステップＳＨ−４：結合サイトの同定処理）。
ついで、薬物代謝酵素予測装置１００は、本実施形態におけるピンチングポイント情報同定部１０２ｅの処理により、ステップＳＨ−１にて取得した化合物ライブラリまたはステップＳＨ−３にて取得したバーチャル化合物ライブラリから、ピンチングポイント情報を同定する（ステップＳＨ−５：ピンチングポイントの同定処理）。
ついで、薬物代謝酵素予測装置１００は、本実施形態におけるオープンスペース部位情報同定部１０２ｇの処理により、ステップＳＨ−１にて取得した化合物ライブラリまたはステップＳＨ−３にて取得したバーチャル化合物ライブラリから、オープンスペース部位情報を同定する（ステップＳＨ−６：オープンスペースサイトの同定処理）。
ついで、薬物代謝酵素予測装置１００は、本実施形態における反応部位情報同定部１０２ｄの処理により、ステップＳＨ−１にて取得した化合物ライブラリまたはステップＳＨ−３にて取得したバーチャル化合物ライブラリから、反応部位情報を同定する（ステップＳＨ−７：反応サイトの同定処理）。
ついで、薬物代謝酵素予測装置１００は、本実施形態における制御部１０２の処理により、上述したＳＨ−４〜ステップＳＨ−７における同定結果に基づいて、薬物代謝酵素（ＣＹＰ）の分子種を確定し、さらに、本実施形態における阻害判定部１０２ｈの処理により、上述したステップＳＨ−４〜ステップＳＨ−７にて、結合部位、ピンチングポイント、オープンスペース部位および反応部位が同定された化合物の反応部位を構成する原子に、代謝反応を阻害する原子が含まれているか否かを判定する（ステップＳＨ−８：ＣＹＰ確定処理）。
ついで、薬物代謝酵素予測装置１００は、本実施形態における予測結果出力部１０２ｉの処理により、ステップＳＨ−４〜ステップＳＨ−７において同定された結合部位、ピンチングポイント、オープンスペース部位および反応部位、ステップＳＨ−８にて確定された分子種および代謝阻害結果を含む代謝予測結果を、本実施形態における予測結果ファイル１０６ｊ（代謝予測結果データベース）に格納し、本実施形態における出力装置１１４（例えば、モニタなど）に出力（表示）する（ステップＳＨ−９）。
以上、本実施例によれば、結合部位、ピンチングポイント、反応部位、オープンスペース部位をそれぞれ評価することにより、あらゆる化合物に対する、薬物代謝酵素の分子種および反応部位を精度よく予測することができるだけでなく、予測した反応部位にて実際に代謝反応が起こるか否かについても効率よく確認することができるので、例えば医薬品開発の初期のステージにおいて有用な化合物群を精度よく絞り込むことができる。
以上のように、本発明にかかる薬物代謝酵素予測装置、薬物代謝酵素予測方法、薬物代謝酵素予測プログラムおよび記録媒体は、薬物代謝酵素の分子種および反応部位の予測に有用であり、特に、薬のデザインなどを行う創薬分野（例えば、創薬の代謝部門や合成部門など）における化合物群の絞り込みに適している。
Claims (28)
- 化合物を構成する各原子の座標に関する情報である原子座標情報、前記原子間の結合に関する情報である結合情報、複数の前記原子により構成される環構造に関する情報である環構造情報のうち少なくとも一つを含む化合物構造情報を取得する化合物構造情報取得手段と、
前記化合物構造情報取得手段により取得された前記化合物構造情報から、前記化合物と薬物代謝酵素とが結合する部位である結合部位および結合する前記薬物代謝酵素の分子種を同定するための結合部位同定条件に基づいて、当該化合物構造情報に対応する前記化合物における前記結合部位を構成する前記原子に関する情報である結合部位情報および前記分子種に関する情報である分子種情報を同定する結合部位・分子種情報同定手段と、
前記結合部位・分子種情報同定手段により同定された前記結合部位情報および前記化合物構造情報から、前記化合物および前記薬物代謝酵素において代謝反応が起こる部位である反応部位と前記結合部位とを少なくとも繋ぐ前記原子であるピンチングポイントを特定し、特定された前記ピンチングポイントの前記原子に関する情報であるピンチングポイント情報および当該ピンチングポイント情報に対応する前記ピンチングポイントと繋がる前記反応部位を構成する前記原子に関する情報である前記反応部位情報を取得するピンチングポイント・反応部位情報取得手段と、
前記ピンチングポイント・反応部位情報取得手段により取得された前記反応部位情報を、前記分子種情報および前記化合物構造情報から、前記反応部位を同定するための反応部位同定条件に基づいて同定する反応部位情報同定手段と、
前記ピンチングポイント・反応部位情報取得手段により取得された前記ピンチングポイント情報を、前記分子種情報および前記化合物構造情報から、前記ピンチングポイントを同定するためのピンチングポイント同定条件に基づいて同定するピンチングポイント情報同定手段と、
を備えたことを特徴とする薬物代謝酵素予測装置。 - 前記結合部位・分子種情報同定手段は、
予め定めた結合部位選択基準に基づいて前記結合部位を選択させる結合部位選択手段と、
前記結合部位選択手段により選択された前記結合部位の前記結合部位情報を前記化合物構造情報から取得する結合部位情報取得手段と、
前記結合部位情報取得手段により取得された前記結合部位情報を、前記化合物構造情報から、前記結合部位同定条件に基づいて同定し、同定された前記結合部位情報に対応する前記分子種を前記分子種情報として同定する取得結合部位・分子種情報同定手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の薬物代謝酵素予測装置。 - 前記結合部位同定条件は、前記結合部位を構成する前記原子の前記原子座標情報の範囲である結合部位座標範囲を、予め定めた前記分子種ごとに規定した条件であること、
を特徴とし、
前記取得結合部位・分子種情報同定手段は、
前記結合部位情報取得手段により取得された前記結合部位情報に対応する前記結合部位を構成する前記原子の前記原子座標情報が前記結合部位同定条件で規定された前記結合部位座標範囲を満たす場合に当該結合部位情報を同定し、満たした前記結合部位座標範囲に対応する前記分子種を前記分子種情報として同定する座標基準取得結合部位・分子種情報同定手段、
をさらに備えたこと特徴とする請求の範囲第２項に記載の薬物代謝酵素予測装置。 - 前記ピンチングポイント・反応部位情報取得手段は、
前記結合部位・分子種情報同定手段により同定された前記結合部位情報に対応する前記結合部位を構成する前記原子と繋がる前記原子である直接結合原子および当該直接結合原子と繋がる前記原子を、前記化合物構造情報に含まれる前記結合情報に基づいて特定する原子特定手段と、
前記原子特定手段により特定された前記原子が前記環構造を構成する前記原子であるか否かを前記化合物構造情報に含まれる前記環構造情報に基づいて判定する環構造判定手段と、
前記環構造判定手段により前記原子特定手段により特定された前記原子が前記環構造を構成する前記原子であると判定された場合、特定された前記原子および当該原子と前記環構造を構成する他の前記原子を、前記反応部位を構成する前記原子として特定し、前記原子特定手段により特定された前記直接結合原子を前記ピンチングポイントとして特定するピンチングポイント・反応部位特定手段と、
前記ピンチングポイント・反応部位特定手段により特定された前記ピンチングポイントの前記ピンチングポイント情報および特定された前記反応部位の前記反応部位情報を、前記結合部位情報および前記化合物構造情報から取得する特定ピンチングポイント・反応部位情報取得手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求の範囲第１項から第３項のいずれか一つに記載の薬物代謝酵素予測装置。 - 前記反応部位同定条件は、前記反応部位を構成する前記原子の前記原子座標情報の範囲である反応部位座標範囲、前記反応部位を構成する前記原子と前記ピンチングポイントとの角度値の範囲である反応部位角度範囲および前記反応部位を構成する前記原子と前記ピンチングポイントとの距離値の範囲である反応部位距離範囲を、予め定めた前記分子種ごとに規定した条件であること、
を特徴とし、
前記反応部位情報同定手段は、
前記ピンチングポイント・反応部位情報取得手段により取得された前記反応部位情報に対応する前記反応部位を構成する前記原子の前記原子座標情報が、同定された前記分子種情報に対応する前記分子種において、前記反応部位同定条件で規定された前記反応部位座標範囲を満たすか否かを判定する座標基準反応部位情報判定手段と、
前記反応部位情報に対応する前記反応部位を構成する前記原子と前記ピンチングポイント情報に対応する前記ピンチングポイントとの前記角度値を算出し、算出された前記角度値が、同定された前記分子種情報に対応する前記分子種において、前記反応部位同定条件で規定された前記反応部位角度範囲を満たすか否かを判定する角度基準反応部位情報判定手段と、
前記反応部位情報に対応する前記反応部位を構成する前記原子と前記ピンチングポイント情報に対応する前記ピンチングポイントとの前記距離値を算出し、算出された前記距離値が、同定された前記分子種情報に対応する前記分子種において、前記反応部位同定条件で規定された前記反応部位距離範囲を満たすか否かを判定する距離基準反応部位情報判定手段と、
前記座標基準反応部位情報判定手段、前記角度基準反応部位情報判定手段および前記距離基準反応部位情報判定手段により満たすと判定された前記反応部位情報を、前記反応部位同定条件を満たした前記反応部位情報として同定する判定結果基準反応部位情報同定手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求の範囲第１項から第４項のいずれか一つに記載の薬物代謝酵素予測装置。 - 前記ピンチングポイント同定条件は、前記ピンチングポイントの前記原子の前記原子座標情報の範囲であるピンチングポイント座標範囲を、予め定めた前記分子種ごとに規定した条件であること、
を特徴とし、
前記ピンチングポイント情報同定手段は、
前記ピンチングポイント・反応部位情報取得手段により取得された前記ピンチングポイント情報に対応する前記ピンチングポイントの前記原子の前記原子座標情報が、同定された前記分子種情報に対応する前記分子種において、前記ピンチングポイント同定条件で規定された前記ピンチングポイント座標範囲を満たす場合に当該ピンチングポイント情報を同定する座標基準ピンチングポイント情報同定手段、
をさらに備えたこと特徴とする請求の範囲第１項から第５項のいずれか一つに記載の薬物代謝酵素予測装置。 - 前記反応部位情報同定手段により同定された前記反応部位情報に対応する前記反応部位および前記結合部位・分子種情報同定手段により同定された前記結合部位情報に対応する前記結合部位以外であって前記ピンチングポイント情報同定手段により同定された前記ピンチングポイント情報に対応する前記ピンチングポイントと繋がる部位であるオープンスペース部位が存在する場合、前記結合部位情報、前記反応部位情報、前記ピンチングポイント情報および前記化合物構造情報から、前記オープンスペース部位を構成する前記原子に関する情報であるオープンスペース部位情報を取得するオープンスペース部位情報取得手段と、
前記オープンスペース部位情報取得手段により取得された前記オープンスペース部位情報を、前記分子種情報および前記化合物構造情報から、前記オープンスペース部位を同定するためのオープンスペース部位同定条件に基づいて同定するオープンスペース部位情報同定手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求の範囲第１項から第６項のいずれか一つに記載の薬物代謝酵素予測装置。 - 前記オープンスペース部位同定条件は、前記オープンスペース部位を構成する前記原子の前記原子座標情報の範囲であるオープンスペース部位座標範囲を、予め定めた前記分子種ごとに規定した条件であること、
を特徴とし、
前記オープンスペース部位情報同定手段は、
前記オープンスペース部位情報取得手段により取得された前記オープンスペース部位情報に対応する前記オープンスペース部位を構成する前記原子の前記原子座標情報が、同定された前記分子種情報に対応する前記分子種において、前記オープンスペース部位同定条件で規定された前記オープンスペース部位座標範囲を満たす場合に当該オープンスペース部位情報を同定する座標基準オープンスペース部位情報同定手段、
をさらに備えたことを特徴とする請求の範囲第７項に記載の薬物代謝酵素予測装置。 - 前記反応部位情報同定手段により前記反応部位情報が同定された場合、当該反応部位情報に対応する前記反応部位を構成する前記原子または前記反応部位の分子構造における一部分の前記原子の集合である部分構造原子群を、前記反応部位情報が同定された化合物において前記代謝反応が阻害されるか否かを判定するための阻害判定条件に基づいて判定する阻害判定手段、
をさらに備えたことを特徴とする請求の範囲第１項から第８項のいずれか一つに記載の薬物代謝酵素予測装置。 - 化合物を構成する各原子の座標に関する情報である原子座標情報、前記原子間の結合に関する情報である結合情報、複数の前記原子により構成される環構造に関する情報である環構造情報のうち少なくとも一つを含む化合物構造情報を取得する化合物構造情報取得工程と、
前記化合物構造情報取得工程により取得された前記化合物構造情報から、前記化合物と薬物代謝酵素とが結合する部位である結合部位および結合する前記薬物代謝酵素の分子種を同定するための結合部位同定条件に基づいて、当該化合物構造情報に対応する前記化合物における前記結合部位を構成する前記原子に関する情報である結合部位情報および前記分子種に関する情報である分子種情報を同定する結合部位・分子種情報同定工程と、
前記結合部位・分子種情報同定工程により同定された前記結合部位情報および前記化合物構造情報から、前記化合物および前記薬物代謝酵素において代謝反応が起こる部位である反応部位と前記結合部位とを少なくとも繋ぐ前記原子であるピンチングポイントを特定し、特定された前記ピンチングポイントの前記原子に関する情報であるピンチングポイント情報および当該ピンチングポイント情報に対応する前記ピンチングポイントと繋がる前記反応部位を構成する前記原子に関する情報である前記反応部位情報を取得するピンチングポイント・反応部位情報取得工程と、
前記ピンチングポイント・反応部位情報取得工程により取得された前記反応部位情報を、前記分子種情報および前記化合物構造情報から、前記反応部位を同定するための反応部位同定条件に基づいて同定する反応部位情報同定工程と、
前記ピンチングポイント・反応部位情報取得工程により取得された前記ピンチングポイント情報を、前記分子種情報および前記化合物構造情報から、前記ピンチングポイントを同定するためのピンチングポイント同定条件に基づいて同定するピンチングポイント情報同定工程と、
を含んだことを特徴とする薬物代謝酵素予測方法。 - 前記結合部位・分子種情報同定工程は、
予め定めた結合部位選択基準に基づいて前記結合部位を選択させる結合部位選択工程と、
前記結合部位選択工程により選択された前記結合部位の前記結合部位情報を前記化合物構造情報から取得する結合部位情報取得工程と、
前記結合部位情報取得工程により取得された前記結合部位情報を、前記化合物構造情報から、前記結合部位同定条件に基づいて同定し、同定された前記結合部位情報に対応する前記分子種を前記分子種情報として同定する取得結合部位・分子種情報同定工程と、
をさらに含んだことを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の薬物代謝酵素予測方法。 - 前記結合部位同定条件は、前記結合部位を構成する前記原子の前記原子座標情報の範囲である結合部位座標範囲を、予め定めた前記分子種ごとに規定した条件であること、
を特徴とし、
前記取得結合部位・分子種情報同定工程は、
前記結合部位情報取得工程により取得された前記結合部位情報に対応する前記結合部位を構成する前記原子の前記原子座標情報が前記結合部位同定条件で規定された前記結合部位座標範囲を満たす場合に当該結合部位情報を同定し、満たした前記結合部位座標範囲に対応する前記分子種を前記分子種情報として同定する座標基準取得結合部位・分子種情報同定工程、
をさらに含んだこと特徴とする請求の範囲第１１項に記載の薬物代謝酵素予測方法。 - 前記ピンチングポイント・反応部位情報取得工程は、
前記結合部位・分子種情報同定工程により同定された前記結合部位情報に対応する前記結合部位を構成する前記原子と繋がる前記原子である直接結合原子および当該直接結合原子と繋がる前記原子を、前記化合物構造情報に含まれる前記結合情報に基づいて特定する原子特定工程と、
前記原子特定工程により特定された前記原子が前記環構造を構成する前記原子であるか否かを前記化合物構造情報に含まれる前記環構造情報に基づいて判定する環構造判定工程と、
前記環構造判定工程により前記原子特定工程により特定された前記原子が前記環構造を構成する前記原子であると判定された場合、特定された前記原子および当該原子と前記環構造を構成する他の前記原子を、前記反応部位を構成する前記原子として特定し、前記原子特定工程により特定された前記直接結合原子を前記ピンチングポイントとして特定するピンチングポイント・反応部位特定工程と、
前記ピンチングポイント・反応部位特定工程により特定された前記ピンチングポイントの前記ピンチングポイント情報および特定された前記反応部位の前記反応部位情報を、前記結合部位情報および前記化合物構造情報から取得する特定ピンチングポイント・反応部位情報取得工程と、
をさらに含んだことを特徴とする請求の範囲第１０項から第１２項のいずれか一つに記載の薬物代謝酵素予測方法。 - 前記反応部位同定条件は、前記反応部位を構成する前記原子の前記原子座標情報の範囲である反応部位座標範囲、前記反応部位を構成する前記原子と前記ピンチングポイントとの角度値の範囲である反応部位角度範囲および前記反応部位を構成する前記原子と前記ピンチングポイントとの距離値の範囲である反応部位距離範囲を、予め定めた前記分子種ごとに規定した条件であること、
を特徴とし、
前記反応部位情報同定工程は、
前記ピンチングポイント・反応部位情報取得工程により取得された前記反応部位情報に対応する前記反応部位を構成する前記原子の前記原子座標情報が、同定された前記分子種情報に対応する前記分子種において、前記反応部位同定条件で規定された前記反応部位座標範囲を満たすか否かを判定する座標基準反応部位情報判定工程と、
前記反応部位情報に対応する前記反応部位を構成する前記原子と前記ピンチングポイント情報に対応する前記ピンチングポイントとの前記角度値を算出し、算出された前記角度値が、同定された前記分子種情報に対応する前記分子種において、前記反応部位同定条件で規定された前記反応部位角度範囲を満たすか否かを判定する角度基準反応部位情報判定工程と、
前記反応部位情報に対応する前記反応部位を構成する前記原子と前記ピンチングポイント情報に対応する前記ピンチングポイントとの前記距離値を算出し、算出された前記距離値が、同定された前記分子種情報に対応する前記分子種において、前記反応部位同定条件で規定された前記反応部位距離範囲を満たすか否かを判定する距離基準反応部位情報判定工程と、
前記座標基準反応部位情報判定工程、前記角度基準反応部位情報判定工程および前記距離基準反応部位情報判定工程により満たすと判定された前記反応部位情報を、前記反応部位同定条件を満たした前記反応部位情報として同定する判定結果基準反応部位情報同定工程と、
をさらに含んだことを特徴とする請求の範囲第１０項から第１３項のいずれか一つに記載の薬物代謝酵素予測方法。 - 前記ピンチングポイント同定条件は、前記ピンチングポイントの前記原子の前記原子座標情報の範囲であるピンチングポイント座標範囲を、予め定めた前記分子種ごとに規定した条件であること、
を特徴とし、
前記ピンチングポイント情報同定工程は、
前記ピンチングポイント・反応部位情報取得工程により取得された前記ピンチングポイント情報に対応する前記ピンチングポイントの前記原子の前記原子座標情報が、同定された前記分子種情報に対応する前記分子種において、前記ピンチングポイント同定条件で規定された前記ピンチングポイント座標範囲を満たす場合に当該ピンチングポイント情報を同定する座標基準ピンチングポイント情報同定工程、
をさらに含んだこと特徴とする請求の範囲第１０項から第１４項のいずれか一つに記載の薬物代謝酵素予測方法。 - 前記反応部位情報同定工程により同定された前記反応部位情報に対応する前記反応部位および前記結合部位・分子種情報同定工程により同定された前記結合部位情報に対応する前記結合部位以外であって前記ピンチングポイント情報同定工程により同定された前記ピンチングポイント情報に対応する前記ピンチングポイントと繋がる部位であるオープンスペース部位が存在する場合、前記結合部位情報、前記反応部位情報、前記ピンチングポイント情報および前記化合物構造情報から、前記オープンスペース部位を構成する前記原子に関する情報であるオープンスペース部位情報を取得するオープンスペース部位情報取得工程と、
前記オープンスペース部位情報取得工程により取得された前記オープンスペース部位情報を、前記分子種情報および前記化合物構造情報から、前記オープンスペース部位を同定するためのオープンスペース部位同定条件に基づいて同定するオープンスペース部位情報同定工程と、
をさらに含んだことを特徴とする請求の範囲第１０項から第１５項のいずれか一つに記載の薬物代謝酵素予測方法。 - 前記オープンスペース部位同定条件は、前記オープンスペース部位を構成する前記原子の前記原子座標情報の範囲であるオープンスペース部位座標範囲を、予め定めた前記分子種ごとに規定した条件であること、
を特徴とし、
前記オープンスペース部位情報同定工程は、
前記オープンスペース部位情報取得工程により取得された前記オープンスペース部位情報に対応する前記オープンスペース部位を構成する前記原子の前記原子座標情報が、同定された前記分子種情報に対応する前記分子種において、前記オープンスペース部位同定条件で規定された前記オープンスペース部位座標範囲を満たす場合に当該オープンスペース部位情報を同定する座標基準オープンスペース部位情報同定工程、
をさらに含んだことを特徴とする請求の範囲第１６項に記載の薬物代謝酵素予測方法。 - 前記反応部位情報同定工程により前記反応部位情報が同定された場合、当該反応部位情報に対応する前記反応部位を構成する前記原子または前記反応部位の分子構造における一部分の前記原子の集合である部分構造原子群を、前記反応部位情報が同定された化合物において前記代謝反応が阻害されるか否かを判定するための阻害判定条件に基づいて判定する阻害判定工程、
をさらに含んだことを特徴とする請求の範囲第１０項から第１７項のいずれか一つに記載の薬物代謝酵素予測方法。 - 化合物を構成する各原子の座標に関する情報である原子座標情報、前記原子間の結合に関する情報である結合情報、複数の前記原子により構成される環構造に関する情報である環構造情報のうち少なくとも一つを含む化合物構造情報を取得する化合物構造情報取得手順と、
前記化合物構造情報取得手順により取得された前記化合物構造情報から、前記化合物と薬物代謝酵素とが結合する部位である結合部位および結合する前記薬物代謝酵素の分子種を同定するための結合部位同定条件に基づいて、当該化合物構造情報に対応する前記化合物における前記結合部位を構成する前記原子に関する情報である結合部位情報および前記分子種に関する情報である分子種情報を同定する結合部位・分子種情報同定手順と、
前記結合部位・分子種情報同定手順により同定された前記結合部位情報および前記化合物構造情報から、前記化合物および前記薬物代謝酵素において代謝反応が起こる部位である反応部位と前記結合部位とを少なくとも繋ぐ前記原子であるピンチングポイントを特定し、特定された前記ピンチングポイントの前記原子に関する情報であるピンチングポイント情報および当該ピンチングポイント情報に対応する前記ピンチングポイントと繋がる前記反応部位を構成する前記原子に関する情報である前記反応部位情報を取得するピンチングポイント・反応部位情報取得手順と、
前記ピンチングポイント・反応部位情報取得手順により取得された前記反応部位情報を、前記分子種情報および前記化合物構造情報から、前記反応部位を同定するための反応部位同定条件に基づいて同定する反応部位情報同定手順と、
前記ピンチングポイント・反応部位情報取得手順により取得された前記ピンチングポイント情報を、前記分子種情報および前記化合物構造情報から、前記ピンチングポイントを同定するためのピンチングポイント同定条件に基づいて同定するピンチングポイント情報同定手順と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする薬物代謝酵素予測プログラム。 - 前記結合部位・分子種情報同定手順は、
予め定めた結合部位選択基準に基づいて前記結合部位を選択させる結合部位選択手順と、
前記結合部位選択手順により選択された前記結合部位の前記結合部位情報を前記化合物構造情報から取得する結合部位情報取得手順と、
前記結合部位情報取得手順により取得された前記結合部位情報を、前記化合物構造情報から、前記結合部位同定条件に基づいて同定し、同定された前記結合部位情報に対応する前記分子種を前記分子種情報として同定する取得結合部位・分子種情報同定手順と、
をさらにコンピュータに実行させることを特徴とする請求の範囲第１９項に記載の薬物代謝酵素予測プログラム。 - 前記結合部位同定条件は、前記結合部位を構成する前記原子の前記原子座標情報の範囲である結合部位座標範囲を、予め定めた前記分子種ごとに規定した条件であること、
を特徴とし、
前記取得結合部位・分子種情報同定手順は、
前記結合部位情報取得手順により取得された前記結合部位情報に対応する前記結合部位を構成する前記原子の前記原子座標情報が前記結合部位同定条件で規定された前記結合部位座標範囲を満たす場合に当該結合部位情報を同定し、満たした前記結合部位座標範囲に対応する前記分子種を前記分子種情報として同定する座標基準取得結合部位・分子種情報同定手順、
をさらにコンピュータに実行させることを特徴とする請求の範囲第２０項に記載の薬物代謝酵素予測プログラム。 - 前記ピンチングポイント・反応部位情報取得手順は、
前記結合部位・分子種情報同定手順により同定された前記結合部位情報に対応する前記結合部位を構成する前記原子と繋がる前記原子である直接結合原子および当該直接結合原子と繋がる前記原子を、前記化合物構造情報に含まれる前記結合情報に基づいて特定する原子特定手順と、
前記原子特定手順により特定された前記原子が前記環構造を構成する前記原子であるか否かを前記化合物構造情報に含まれる前記環構造情報に基づいて判定する環構造判定手順と、
前記環構造判定手順により前記原子特定手順により特定された前記原子が前記環構造を構成する前記原子であると判定された場合、特定された前記原子および当該原子と前記環構造を構成する他の前記原子を、前記反応部位を構成する前記原子として特定し、前記原子特定手順により特定された前記直接結合原子を前記ピンチングポイントとして特定するピンチングポイント・反応部位特定手順と、
前記ピンチングポイント・反応部位特定手順により特定された前記ピンチングポイントの前記ピンチングポイント情報および特定された前記反応部位の前記反応部位情報を、前記結合部位情報および前記化合物構造情報から取得する特定ピンチングポイント・反応部位情報取得手順と、
をさらにコンピュータに実行させることを特徴とする請求の範囲第１９項から第２１項のいずれか一つに記載の薬物代謝酵素予測プログラム。 - 前記反応部位同定条件は、前記反応部位を構成する前記原子の前記原子座標情報の範囲である反応部位座標範囲、前記反応部位を構成する前記原子と前記ピンチングポイントとの角度値の範囲である反応部位角度範囲および前記反応部位を構成する前記原子と前記ピンチングポイントとの距離値の範囲である反応部位距離範囲を、予め定めた前記分子種ごとに規定した条件であること、
を特徴とし、
前記反応部位情報同定手順は、
前記ピンチングポイント・反応部位情報取得手順により取得された前記反応部位情報に対応する前記反応部位を構成する前記原子の前記原子座標情報が、同定された前記分子種情報に対応する前記分子種において、前記反応部位同定条件で規定された前記反応部位座標範囲を満たすか否かを判定する座標基準反応部位情報判定手順と、
前記反応部位情報に対応する前記反応部位を構成する前記原子と前記ピンチングポイント情報に対応する前記ピンチングポイントとの前記角度値を算出し、算出された前記角度値が、同定された前記分子種情報に対応する前記分子種において、前記反応部位同定条件で規定された前記反応部位角度範囲を満たすか否かを判定する角度基準反応部位情報判定手順と、
前記反応部位情報に対応する前記反応部位を構成する前記原子と前記ピンチングポイント情報に対応する前記ピンチングポイントとの前記距離値を算出し、算出された前記距離値が、同定された前記分子種情報に対応する前記分子種において、前記反応部位同定条件で規定された前記反応部位距離範囲を満たすか否かを判定する距離基準反応部位情報判定手順と、
前記座標基準反応部位情報判定手順、前記角度基準反応部位情報判定手順および前記距離基準反応部位情報判定手順により満たすと判定された前記反応部位情報を、前記反応部位同定条件を満たした前記反応部位情報として同定する判定結果基準反応部位情報同定手順と、
をさらにコンピュータに実行させることを特徴とする請求の範囲第１９項から第２２項のいずれか一つに記載の薬物代謝酵素予測プログラム。 - 前記ピンチングポイント同定条件は、前記ピンチングポイントの前記原子の前記原子座標情報の範囲であるピンチングポイント座標範囲を、予め定めた前記分子種ごとに規定した条件であること、
を特徴とし、
前記ピンチングポイント情報同定手順は、
前記ピンチングポイント・反応部位情報取得手順により取得された前記ピンチングポイント情報に対応する前記ピンチングポイントの前記原子の前記原子座標情報が、同定された前記分子種情報に対応する前記分子種において、前記ピンチングポイント同定条件で規定された前記ピンチングポイント座標範囲を満たす場合に当該ピンチングポイント情報を同定する座標基準ピンチングポイント情報同定手順、
をさらにコンピュータに実行させることを特徴とする請求の範囲第１９項から第２３項のいずれか一つに記載の薬物代謝酵素予測プログラム。 - 前記反応部位情報同定手順により同定された前記反応部位情報に対応する前記反応部位および前記結合部位・分子種情報同定手順により同定された前記結合部位情報に対応する前記結合部位以外であって前記ピンチングポイント情報同定手順により同定された前記ピンチングポイント情報に対応する前記ピンチングポイントと繋がる部位であるオープンスペース部位が存在する場合、前記結合部位情報、前記反応部位情報、前記ピンチングポイント情報および前記化合物構造情報から、前記オープンスペース部位を構成する前記原子に関する情報であるオープンスペース部位情報を取得するオープンスペース部位情報取得手順と、
前記オープンスペース部位情報取得手順により取得された前記オープンスペース部位情報を、前記分子種情報および前記化合物構造情報から、前記オープンスペース部位を同定するためのオープンスペース部位同定条件に基づいて同定するオープンスペース部位情報同定手順と、
をさらにコンピュータに実行させることを特徴とする請求の範囲第１９項から第２４項のいずれか一つに記載の薬物代謝酵素予測プログラム。 - 前記オープンスペース部位同定条件は、前記オープンスペース部位を構成する前記原子の前記原子座標情報の範囲であるオープンスペース部位座標範囲を、予め定めた前記分子種ごとに規定した条件であること、
を特徴とし、
前記オープンスペース部位情報同定手順は、
前記オープンスペース部位情報取得手順により取得された前記オープンスペース部位情報に対応する前記オープンスペース部位を構成する前記原子の前記原子座標情報が、同定された前記分子種情報に対応する前記分子種において、前記オープンスペース部位同定条件で規定された前記オープンスペース部位座標範囲を満たす場合に当該オープンスペース部位情報を同定する座標基準オープンスペース部位情報同定手順、
をさらにコンピュータに実行させることを特徴とする請求の範囲第２５項に記載の薬物代謝酵素予測プログラム。 - 前記反応部位情報同定手順により前記反応部位情報が同定された場合、当該反応部位情報に対応する前記反応部位を構成する前記原子または前記反応部位の分子構造における一部分の前記原子の集合である部分構造原子群を、前記反応部位情報が同定された化合物において前記代謝反応が阻害されるか否かを判定するための阻害判定条件に基づいて判定する阻害判定手順、
をさらにコンピュータに実行させることを特徴とする請求の範囲第１９項から第２６項のいずれか一つに記載の薬物代謝酵素予測プログラム。 - 前記請求の範囲第１９項から第２７項のいずれか一つに記載された薬物代謝酵素予測プログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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