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来自北卡罗来纳州立大学的研究人员创造了最大的大环内酯物支架公开可用的虚拟图书馆。图书馆-称为V1M包含100万大环内酯物的化学结构和计算性能支架与潜在使用抗生素或抗癌药物。
“作为化学家,我们只能看一小部分的实际化学宇宙,“说丹尼斯•Fourches化学助理教授数控状态和论文的通讯作者描述的工作。“如果我们试图合成和测试所有可能的个人感兴趣的化学物质,它会花太多时间和太昂贵了。所以我们必须使用电脑去探索那些未知的部分化学空间。”
化学家利用计算机的方法之一是通过使用枚举,或几乎产生,新的分子和比较他们预测属性的现有药物。这在网上筛选过程迅速而廉价地识别化合物具有理想特性的实验化学家可以合成和测试。
大环内酯类是家庭主要用作抗生素和抗癌药物的化学物质。他们独特的环形结构使它们绑定到困难的目标蛋白质。他们中的一些被认为是最后的药物,尤其是对耐药细菌。
“大环内酯类天然产物,”Fourches说。“这些化学物质是由细菌作为一种手段来杀死其它细菌的。但需要20到25化学步骤合成这些非常复杂的化合物,这是一个耗时和昂贵的过程。所以如果你想找到新的化合物,计算机仿真是迄今为止最快的方法。”
Fourches和他的同事创造了一个计算机软件程序称为PKS枚举器,产生非常大的图书馆虚拟大环内酯物的化学类似物的药物。软件使用提取一组18个已知化学成分生物活性的大环内酯类,把每一个分解成它的组成化学部分,然后调整它们来创建新的化合物根据一系列的规则和user-constraints。由此产生的新图书馆大环内酯类- V1M分类新化合物的大小,重量、拓扑结构和氢键给体和受体。
“我们想创造一个全新的虚拟库合成化学物质,可能没有人,但这些化合物仍需足够相似已知的大环内酯物药物为了让这个库相关的研究团体,“Fourches说。“V1M是第一个公共领域图书馆这些新的大环内酯类,这些都是化学类似于18个已知生物活性的大环内酯类我们分析。希望其他研究人员可以使用图书馆进一步筛选和确定一些化合物在药物发现可能是有用的。”
这项研究发表在Cheminformatics杂志。北卡罗莱纳州研究生Phyo Phyo寻觉是第一作者。加文·威廉姆斯,化学副教授数控状态,也导致了工作。
皮克-
编辑报告:论文的文摘。
“Cheminformatics-based枚举和分析大型图书馆的大环内酯物支架”
DOI:10.1186 / s13321 - 018 - 0307 - 6
作者寻:Phyo Phyo觉,加文·威廉姆斯,丹尼斯•Fourches北卡州立大学
发表:Cheminformatics杂志
文摘:
我们报告cheminformatics枚举技术的发展和产生的大数据集的分析虚拟大环内酯物支架。虽然大环内酯类已被证明有价值的生物属性,没有ready-to-screen虚拟图书馆多样化的大环内酯类的公共领域。进行分子模拟这些复杂的分子(特别是虚拟筛选)高度相关的有机合成这些化合物,在可行的情况下,通常需要许多合成步骤,从而大大减缓了发现新的生物活性的大环内酯类。在此,我们介绍一个cheminformatics方法和相关软件,允许设计和生成虚拟图书馆macrocycle /大环内酯物支架与用户定义的宪法和结构约束条件(例如,类型和数量的结构图案被包括在macrocycle,戒指尺寸,最大数量的化合物生成)。研究产生的化学多样性的分子,我们枚举V1M(虚拟100万大环内酯物支架)库,每个都包含十二个常见结构图案。对于每一个大环内酯物,我们计算几个关键属性,如分子量、氢键体/受体,拓扑极地表面积。在本研究中,我们将讨论(1)的初始概念和当前特性与其多酮类化合物()枚举器软件,(2)的化学多样性和分布结构图案V1M图书馆,和(3)独特的机会为未来的虚拟筛选的枚举大环内酯类的集合体。重要的是,V1M提供了本文的补充材料允许其他研究者进行任何类型的分子建模和虚拟筛选研究。因此,该技术列举非常大的图书馆大环内酯物支架可以持有一个独特的领域的潜在计算化学和药物发现新抗生素和抗癌药物的合理设计。
