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100万新型大环内酯类支架的虚拟库可以帮助加速药物发现

2019-05-11 10:40:18   来源:

北卡罗来纳州立大学的研究人员创建了最大的公开可用的大环内酯类支架虚拟库。该库 - 称为V1M - 包含100万大环内酯类支架的化学结构和计算特性,可用作抗生素或抗癌药物。

“作为化学家,我们只能看到实际化学领域的一小部分,”北卡罗来纳州立大学化学助理教授,一篇描述这项工作的论文的通讯作者Denis Fourches说。“如果我们试图合成和测试所有可能的感兴趣的化学物质,那将花费太多时间并且太昂贵。因此我们必须使用计算机来探索化学空间中未知的部分。”

化学家利用计算机的一种方法是使用它们来枚举或虚拟生成新分子,并将它们的预测性质与现有药物的性质进行比较。该计算机筛选过程快速且廉价地鉴定具有所需性质的化合物,然后实验化学家可以合成和测试。

大环内酯类是一类化学品,主要用作抗生素和抗癌药物。它们独特的环状结构使它们能够与困难的蛋白质靶标结合。其中一些被认为是最后的药物,特别是耐药细菌。

“大环内酯类是天然产物,”Fourches说。“这些化学物质是由细菌产生的,可以杀死其他细菌。但这需要20到25个化学步骤来合成这些非常复杂的化合物,这是一个耗时且昂贵的过程。所以,如果你想找到新的化合物,计算机仿真是目前最快的方法。“

Fourches和他的同事创建了一个名为PKS Enumerator的计算机软件程序,它可以生成非常大的大环内酯类药物虚拟化学类似物库。该软件使用从一组18种已知生物活性大环内酯类中提取的化学结构单元,将每种化学结构单元分解成其组分化学部分,然后根据一系列规则和用户约束重新洗涤它们以创建新化合物。由此产生的新大环内酯类库--V1M - 按大小,重量,拓扑结构和氢键供体和受体对新化合物进行分类。

“我们希望创建一个全新化学品的虚拟库,这些化学品可能没有人合成过,但这些化合物仍需要与已知的大环内酯类药物相似,以使该库与研究界相关,”Fourches说。“V1M是这些新大环内酯类化合物的第一个公共领域文库,它们与我们分析的18种已知生物活性大环内酯化学上相似。希望其他研究人员可以使用该库进一步筛选和鉴定一些可能对药物发现有用的化合物。”

该研究发表在“化学信息学杂志”上。北卡罗来纳州立大学研究生Phyo Phyo Kyaw Zin是第一作者。北卡罗来纳州立大学化学系副教授Gavin Williams也为这项工作做出了贡献。