天天看點

Drug Target Review | 虛拟現實(VR)用于新藥設計

研究人員報告說,他們已經使用虛拟現實(VR)作為設計藥物的新方法,并了解普通藥物如何在分子水準上起作用。 

Drug Target Review | 虛拟現實(VR)用于新藥設計

這項研究是在英國布裡斯托大學進行的,它允許研究人員使用VR步入蛋白質内部,通過VR中的互動分子動力學模拟(iMD-VR)來操縱蛋白質以及與原子結合的藥物。利用這種iMD-VR方法,研究人員将藥物分子“塞入”了蛋白質中,并能夠準确預測藥物的結合方式。

此項研究的共同負責人,布裡斯托大學計算化學中心的阿德裡安·穆赫蘭德教授說:“許多藥物通過與蛋白質結合而停止工作。例如,通過與特定病毒蛋白結合,藥物可以阻止病毒繁殖。為了很好地結合,小分子藥物需要緊貼蛋白質。藥物發現的重要組成部分是找到與特定蛋白質緊密結合的小分子,并了解使它們緊密結合的原因,這有助于設計更好的藥物。為了設計新療法,研究人員需要了解藥物分子如何适應其生物學靶标。為此,使用VR将它們表示為完全三維(3D)對象。然後,使用者可以在蛋白質結合位點的活性口袋中放入藥物,以發現它們如何結合在一起。”

此項研究中,研究人員試圖将藥物與蛋白質靶标結合,例如流感神經氨酸酶和HIV蛋白酶。測試表明,能夠正确預測藥物如何與靶标結合。通過将藥物引入蛋白質中,科學家可以建構與實驗中發現的藥物複合物非常相似的結構。

Drug Target Review | 虛拟現實(VR)用于新藥設計

研究人員還證明,有可能在模拟時間範圍内從蛋白質靶标上解除結合和重新結合,這要比使用非互動式分子動力學引擎觀察到的類似事件的時間域短得多。研究人員在不到五分鐘的實時時間内就實作了使用iMD-VR生成的藥物和蛋白質的完全脫結合和重新結合。

研究人員稱,此研究表明VR可以有效地用于基于結構的藥物設計。該項目使用現成的VR裝置和開源軟體架構。

穆赫蘭德教授補充說:“這項工作的一個重要方面是藥物及其蛋白質靶标具有充分的靈活性。對它們的結構變化和動力學模組化,使用者可以互動地操作它們,以發現藥物如何與其生物學靶标互相作用。這是模拟藥物結合的一種真正令人興奮且功能強大的方法。這些工具将對新藥的設計和開發有用。”

繼續閱讀