Virtuelt bibliotek med 1 million nye makrolid -stilladser kan hjælpe med at fremskynde opdagelse af lægemidler

Forskere fra North Carolina State University har skabt det største offentligt tilgængelige virtuelle bibliotek med makrolidstilladser. Biblioteket - kaldet V1M - indeholder kemiske strukturer og beregnede egenskaber til 1 million makrolidstilladser med potentiale til brug som antibiotika eller kræftlægemidler.

"Som kemikere, vi er kun i stand til at se på en lille del af det faktiske kemiske univers, "siger Denis Fourches, adjunkt i kemi ved NC State og tilsvarende forfatter til et papir, der beskriver værket. "Hvis vi forsøgte at syntetisere og teste alle mulige individuelle kemikalier af interesse, det ville tage alt for lang tid og være for dyrt. Så vi er nødt til at bruge computere til at udforske de ukendte dele af det kemiske rum. "

En måde, kemikere bruger computere på, er ved at bruge dem til at opregne, eller praktisk talt generere, nye molekyler og sammenligne deres forudsagte egenskaber med eksisterende lægemidlers egenskaber. Denne silikoscreeningsproces identificerer hurtigt og billigt forbindelser med ønskelige egenskaber, som eksperimentelle kemikere derefter kan syntetisere og teste.

Makrolider er en familie af kemikalier, der hovedsageligt bruges som antibiotika og kræftbekæmpende medicin. Deres unikke ringstruktur gør dem i stand til at binde sig til vanskelige proteinmål. Nogle af dem betragtes som sidste udvej, især for lægemiddelresistente bakterier.

"Makrolider er naturlige produkter, "Fourches siger." Disse kemikalier produceres af bakterier som et middel til at dræbe andre bakterier. Men det tager 20 til 25 kemiske trin at syntetisere disse meget komplekse forbindelser, hvilket er en tidskrævende og dyr proces. Så hvis du vil finde nye forbindelser, computersimulering er langt den hurtigste måde at gøre det på. "

Fourches og hans kolleger oprettede et computersoftwareprogram kaldet PKS Enumerator, som genererer meget store biblioteker med virtuelle kemiske analoger af makrolidlægemidler. Softwaren anvender kemiske byggesten udvundet af et sæt af 18 kendte bioaktive makrolider, opdele hver enkelt i dens kemiske komponenter, og derefter omlægge dem til at oprette nye forbindelser i henhold til en række regler og brugerbegrænsninger. Det resulterende bibliotek med nye makrolider - V1M - klassificerer de nye forbindelser efter størrelse, vægt, topologi og hydrogenbindingsdonorer og acceptorer.

"Vi ønskede at oprette et virtuelt bibliotek med helt nye kemikalier, som ingen sandsynligvis nogensinde har syntetiseret, men disse forbindelser skulle stadig ligner kendte makrolidlægemidler for at gøre dette bibliotek relevant for forskningsmiljøet, "Fourches siger." V1M er det første bibliotek af det offentlige domæne for disse nye makrolider, som alle ligner kemisk de 18 kendte bioaktive makrolider, vi analyserede. Forhåbentlig kan andre forskere bruge biblioteket til yderligere at screene og identificere nogle forbindelser, der kan være nyttige i opdagelse af lægemidler. "