Et forskerhold fra Institut for Organisk Kemi og Biokemi ved Det Tjekkiske Videnskabsakademi / IOCB Prag har udviklet en ny beregningsmetode, der nøjagtigt kan beskrive, hvordan proteiner interagerer med molekyler af potentielle lægemidler og kan gøre det på kun få minutter. Denne nye kvantemekaniske scoringsfunktion kan således markant fremskynde søgningen efter nye lægemidler. Forskningen er blevet publiceret i tidsskriftet Nature Communications .
Undersøgelsen viser, at dette er den første universelt anvendelige metode af sin art. IOCB Prag beregningseksperter testede det på 10 proteiner med forskellige niveauer af strukturel kompleksitet, der hver binder en lang række små molekyler (normalt omtalt som ligander). De sammenlignede derefter deres resultater ikke kun med resultaterne af andre tilsvarende metoder, men også med resultater fra laboratorieforsøg, og begge sammenligninger viste sig meget positivt.
"Selvfølgelig er vi ikke de eneste, der arbejder på dette. Der er flere sådanne metoder. Normalt bliver deres hastighed dog opvejet af lav nøjagtighed, hvorimod mere nøjagtige beregninger kan tage flere dage. Vores metoder er unikke ved, at de kan behandle information om store molekylære systemer inden for ti minutter og samtidig bevare fordelene ved meget mere krævende kvantemekaniske beregninger," forklarer Jan Řezáč, tilsvarende forfatter til artiklen fra gruppen Non-Covalent Interactions ledet af prof. Pavel Hobza.
Eksperter fra denne gruppe har studeret intermolekylære interaktioner i lang tid. I denne forskning fokuserer de hovedsageligt på biomolekyler, og resultaterne af deres arbejde har direkte indflydelse på computerstøttet design af lægemidler. Årsagen er, at når forskere arbejder hen imod et nyt lægemiddel, leder de ofte efter molekyler, der binder stærkt til et bestemt protein.
At identificere dem er imidlertid beslægtet med at finde nåle i en høstak, da et stort antal molekyler skal testes for at adskille dem, der viser lovende. Dette bremser opdagelsen af medicinske stoffer betydeligt og gør det dyrere. Ved at forudsige styrken af protein-ligand-binding og dermed udskille molekyler, der bedst opfylder et defineret sæt kriterier, skåner beregningskemikere forsøgsledernes arbejde, hvilket igen fremskynder opdagelsen af lægemidler betydeligt.
Flere oplysninger: Adam Pecina et al, SQM2.20:Semiempirisk kvantemekanisk scoringsfunktion giver DFT-kvalitet protein-ligand-bindingsaffinitetsforudsigelser på få minutter, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-45431-8
Journaloplysninger: Nature Communications
Leveret af Institute of Organic Chemistry and Biochemistry i CAS
Sidste artikelForskere viser, at positivt ladede hydrogeler fremmer overlevelsen og væksten af neurale stamceller
Næste artikelAI-assisteret robotlaboratorium udvikler nye katalysatorer til at syntetisere methanol ud fra CO₂