Дизайн лекарственного средства на основе фрагментов: новые методы ищут 10 молекул Sexillion

Недавнее исследование показывает, что его алгоритмы могут быть использованы для поиска молекул, которые могут быть разработаны в противовоспалительных препаратах. В статье исследователи также описывают, как может быть использована та же стратегия для поиска 10 альтернатив Sexillions, чтобы определить лучшего кандидата от наркотиков.

Одной из самых больших проблем в разработке лекарств является поиск подходящих кандидатов среди большого количества возможных молекул. Исследование опубликовано В Природная связь Показывает, что можно идентифицировать молекулы лекарств, моделируя их с помощью компьютерных алгоритмов.

«Мы используем ИТ -модели для поиска в базах данных, содержащих миллиарды молекул. Этот метод сможет ускорить процесс разработки дорогих лекарств», — сказал Дженс Карлссон, один из авторов исследования.

Противовоспалительный потенциал

Исследование, которое было сотрудничеством с Институтом Каролинской Институты и Стокгольмским университетом, было сосредоточено на ферменте OGG1, белке, который ремонтирует повреждение ДНК клетке. Исследователи были заинтересованы в выявлении молекулы, которая может связываться с этим целевым белком и, таким образом, влиять на активность фермента.

Используя белковые модели, они разработали более ста различных молекул, которые затем были получены. Когда молекулы были проверены в экспериментах, исследователи могли видеть, что они ингибировали активность фермента и оказывали противовоспалительный эффект.

«Удивительно, что теперь мы можем разработать молекулы и показать, что они работают точно так же, как мы надеялись. Та же стратегия будет работать для многих других белков и заболеваний», — объясняет Карлссон.

Начиная с простых молекул

Ранее развитие лекарств было сосредоточено на скрининге на крупные библиотеки химических веществ, содержащие молекулы типа медицины. Тем не менее, этот метод очень дорогой и часто не находит хороших отправных точек для развития лекарств.

В этом исследовании исследователи скорее использовали так называемое проектирование лекарств на основе фрагментов. Метод состоит в том, чтобы сначала идентифицировать очень маленькую молекулу, которая может быть связана с целевым белком. Когда была обнаружена молекула этого типа, исследователи могут разрабатывать ее шаг за шагом, чтобы создать лекарство.

«Это похоже на загадку. Мы начинаем с кусочка головоломки, а затем постепенно строим молекулу лекарства, добавляя новые детали. В конце концов, у нас есть молекула лекарства, которая идеально соответствует целевому белку», — объясняет Карлссон.

В исследовании исследователи использовали компанию, которая производит молекулы по требованию. Затем они создали компьютерные программы, которые могут искать все миллиарды молекул, которые в настоящее время доступны для покупки. Используя суперкомпьютеры, они могут изучить, какие молекулы могут быть применены на поверхности целевого белка.

«Сначала мы искали среди миллиардов молекул, которые можно было бы быстро произвести и протестировать. И это прошло хорошо; мы нашли молекулы, которые работали. В конце исследования мы начали думать — как мы можем пойти, если мы не требовали, чтобы мы могли их купить?»

Докторская помощь Студент Андреас борьбы тогда написал новую компьютерную программу, которая может генерировать все возможные молекулы. Количество потенциальных альтернатив составило 10 сексуальных ирсов (10²² ) Затем исследователи смогли показать, что тот же метод, который они использовали для поиска среди молекул, доступных для покупки, также будет работать для поиска среди 10 альтернативных сексуальных лиц.

«С нашей стратегией мы можем очень эффективно искать секстиллионы молекул лекарств. В ближайшем будущем мы сможем проверить все потенциальные молекулы лекарств в наших компьютерных моделях — прорыв, который имеет большой потенциал».

Даже если исследователи обладают силой расчета для изучения большого количества молекул, ищущих новые лекарства, не всегда уверен, что действительно могут быть созданы новые вещества.

«Нам придется разработать новые методы в будущем, чтобы успешно разработать молекулы, которые расчеты могут спроектировать так быстро», — объясняет Карлссон.