バーチャルスクリーニング

In the last decades, high-throughput screening (HTS), which refers the experimental screening of large libraries of chemicals against a biological target, plays a crucial role in the identification of new lead compounds in the early-stage drug discovery. However, HTS requires expensive equipment and facilities, and its success depends on the size of the compound library. The high cost and low hit rate associated with HTS have stimulated the development of in silico virtual screening (VS). Virtual screening is a computational technique used to search libraries of small molecules in order to identify those structures which are most likely to bind to a drug target. Nowadays, it has become a crucial step in early-stage drug discovery owing to its unique advantages over experimental HTS: drug target-relevant, competitive price and efficient.

MedChemExpress (MCE) provides high quality virtual screening service that enables researchers to identify most promising candidates. Based on the laws of quantum and molecular physics, our virtual screening services can achieve highly accurate results. Our optimized virtual screening protocol can reduce the size of chemical library to be screened experimentally, increase the likelihood to find innovative hits in a faster and less expensive manner, and mitigate the risk of failure in the lead optimization process.

Virtual Screening

Publications Citing Use of MCE Virtual Screening (Part)

Types

The virtual screening methods are mainly divided into two types: structure-based virtual screening (SBVS) and ligand-based virtual screening (LBVS).

•  SBVS

The general scheme of a SBVS strategy starts with processing the 3D target structural information of pharmaceutical protein interested (determined either experimentally or computationally through homology modeling) and then dock the small molecules to targeted binding sites. These docked compounds are then ranked based on their predicted binding affinity or complementarity to the binding site, as well as other criteria. Usually only a few top-ranked compounds are selected as candidates for further experimental assays. Our fast and accurate ligand docking and scoring procedures lead to efficient virtual screening.

•  LBVS

In the absence of 3D structures of potential drug targets, LBVS is one of the most popular approaches for drug discovery and lead optimization. Biological data are explored in order to identify known active or inactive compounds that will be used to retrieve other potentially active molecular scaffolds for experimental evaluation. LBVS methods include approaches such as similarity and substructure searching, quantitative structure-activity relationships (QSAR), pharmacophore mapping, and machine learning.

Screening Process

•   Target research

•   Model building

•   Preparation of small molecule compound library

•   Molecular docking/pharmacophore mapping

•   Scoring/ranking

•   Compound selection

Advantages

•   Ligand-based and structure-based virtual screening

•   Super high-performance computer

•   Compound database containing over 16 million purchasable compounds

•   3D pharmacophore model building

•   Consideration of water and solvation effects

MCE SBVS Protocol

Compound Databases

Cat. No. Name Size Description

MedChemExpress (MCE) virtual screening services can significantly improve the hit rates and reduce the costs of compound screening. If you have any questions, please do not hesitate to contact us via email [email protected].

バーチャルスクリーニング FAQ

01 バーチャルスクリーニング解析を依頼するために必要な情報は何ですか？
主に、ターゲットタンパク質に関する生物学的情報をご提供いただきます。具体的には：
  • • タンパク質名および種
  • • アミノ酸配列（任意）
  • • 三次元構造情報（X線結晶構造、AlphaFold 予測構造など）
  • • 既知の活性化合物や結合部位情報（任意）
02 使用できるのはバーチャルライブラリー（品番末尾 V）のみですか？
いいえ、仮想ライブラリーに限定されません。MCE は 200 種以上の化合物ライブラリー（生物活性化合物、FDA 承認薬、多様性ライブラリーなど）から最適なものを選択できます。さらに、数百万〜数千万規模の AI 生成ライブラリー（MegaUni シリーズなど）も利用可能です。
03 Schrödinger、AlphaFold とは何ですか？

Schrödinger：世界的に標準的な分子シミュレーション・計算化学ソフトウェア。

Maestro が GUI を提供し、Glide が分子ドッキングを実行します。MCE の VS は Schrödinger Maestro 12.8 を基盤としています。

AlphaFold：Google DeepMind が開発した AI タンパク質構造予測システム。アミノ酸配列から高精度で 3D 構造を予測します。MCE では AlphaFold 予測構造を用いた VS も対応しています。

04 タンパク質の立体構造情報がない場合（X線構造なし）でも VS を依頼できますか？
可能です。AlphaFold などの高精度予測モデルを用いて構造を構築し、そのモデルに基づいて VS を実施できます。ただし、予測構造は結合ポケットのコンフォメーションに不確実性が残る場合があるため、MCE では複数モデルを評価し最適なものを採用します。
05 MCE はいつから VS サービスを開始したのですか？
MCE は 2019 年より VS サービスを開始し、多数のプロジェクト経験を蓄積しています。現在は豊富な化合物データベース、高性能計算環境、専門チームを備え、一貫した薬物探索サービスを提供しています。
06 MCE における VS 実績について教えてください。
MCE は 1000 件以上の VS プロジェクトを完了しています。対象はキナーゼ、GPCR、イオンチャネル、プロテアーゼなど多岐にわたります。ヒット化合物の成功率は 5〜30% 程度です。
07 VS の委託では HTVS / SP / XP の全モード使用が前提ですか？追加費用は発生しますか？
HTVS → SP → XP の三段階スクリーニングが標準的なワークフローです。ライブラリー規模やターゲット特性に応じて最適な戦略を提案します。SP / XP モードの使用で 追加費用は通常発生しません。
08 VS の結果、ヒット化合物が見つからない確率はどれくらいですか？
一般的なヒット率は 5〜30% であり、「完全にヒットがゼロとなる確率」は統計していません。
09 VS ライブラリーのデータセットでは、法規制化合物（毒物など）は除外されていますか？PAINS 化合物は除外されていますか？
  • • 法規制化合物・既知毒性化合物：原則として除外済み
  • • PAINS 化合物：ライブラリー構築時に積極的にフィルタリング さらに、ドラッグライクネス評価と組み合わせて高品質な化合物セットを提供しています。
10 VS で絞り込まれた候補群に A 化合物が含まれていた場合、A の類縁化合物も同時に候補として出てきますか？
可能性はありますが、使用するライブラリーの構成に依存します。MCE の多様性ライブラリーは同一骨格の過度な偏りを避ける設計になっています。
11 データの再現性はどれくらいですか？
再現性は使用するソフトウェア、力場、プロトコルの一貫性に依存します。MCE は Schrödinger Maestro と OPLS 力場を用い、同条件で同手順を実行することで再現性を確保しています。
12 納期・価格の目安は？モデルケースはありますか？
ライブラリー規模により異なります。
The Number of Compounds Screened Lead Time Regular VS Price (USD) Advanced VS Price (USD) AI Screening Price (USD)
50K 1-2 Weeks 1,000 2,000 /
100K 2-3 Weeks 1,600 3,200 4,200
200K 3-4 Weeks 2,200 4,400 5,300
300K 4 Weeks 2,700 5,400 6,300
500K 4-5 Weeks 3,600 7,200 8,300
1M 5-6 Weeks 4,600 9,200 9,200
2M 5-6 Weeks 6,600 12,200 12,200
5M 5-6 Weeks 10,000 20,000 20,000
10M 5-6 Weeks 16,000 32,000 32,000
13 見積りから支払いまでの流れは？
標準的なプロセスは以下のとおりです：
  • 1. 相談：ターゲット情報・要望の共有
  • 2. 見積り：MCE が評価し正式な見積りを提示
  • 3. 確認・契約：合意後に契約締結
  • 4. プロジェクト開始：タンパク質準備、化合物準備、ドッキングなど VS 実施
  • 5. 納品：化合物構造、スコア、結合様式図などを納品
14 ADME や毒性予測も可能ですか？
可能です。QSAR モデルやルールベース（Lipinski、毒性警告構造など）による予測を提供できます。ただし、計算予測は参考値であり、実験評価の代替にはなりません。希望される場合は見積り時にお知らせください。
15 特定化合物に結合するタンパク質を探索することは可能ですか？
可能です。これは「逆方向ターゲット探索（Reverse Target Identification）」と呼ばれ、小分子から結合可能なタンパク質を検索します。MCE ではこのサービスを提供しており、
  • • 価格：3000 USD
  • • 期間：3〜4 週間 です。
16 一般的な研究室の PC（通常の CPU 搭載）で解析は可能ですか？
推奨されません。大規模 VS（数万〜数百万化合物）には高性能計算環境と専用ライセンス（Schrödinger など）が必要です。MCE がすべての計算を実施するため、ユーザー側で PC やソフトを準備する必要はありません。
17 競合メーカー（Enamine）と MCE の VS の違い、立ち位置の違いは？
  • Enamine：世界最大級の化合物供給企業。REAL データベースなど、数百万〜数十億規模の化合物空間を保有。強みは「化合物」。
  • MCE：VS、HTS、DEL、生物学評価まで提供する一貫型の薬物探索サービス企業。200 種以上・約 2800 万化合物のライブラリーを保有し、Schrödinger ベースの専門的 VS を提供。強みは「サービスとソリューション」。また、協業により Enamine ライブラリーの利用も可能で、両者は補完関係にあります。