摘要：最近的一项研究表明，计算机算法可用于查找可以发展为抗炎药的分子。在文章中，研究人员还描述了如何使用相同的策略来搜索10亿替代品以识别最佳药物候选者。...

最近的一项研究表明，计算机算法可用于查找可以发展为抗炎药的分子。在文章中，研究人员还描述了如何使用相同的策略来搜索10亿替代品以识别最佳药物候选者。

药物开发的最大挑战之一是在大量可能的分子中找到合适的候选者。一项发表在自然通讯表明可以通过使用计算机算法对药物分子进行建模来鉴定药物分子。

这项研究的作者之一詹斯·卡尔森（Jens Carlsson）说：“我们使用计算机模型搜索包含数十亿个分子的数据库。这种方法将能够加快昂贵的药物开发过程。”

抗炎药的潜力

这项研究是与Karolinska Institutet和斯德哥尔摩大学的合作，重点是酶OGG1，这是一种修复细胞DNA损害的蛋白质。研究人员有兴趣识别可以与该靶蛋白结合的分子，从而影响酶的活性。使用蛋白质的模型，他们设计了一百多个不同的分子，然后产生。当分子在实验中测试时，研究人员可以看到它们抑制了酶的活性并具有抗炎作用。

詹斯·卡尔森（Jens Carlsson）说：“令人惊讶的是，我们现在可以设计分子并表明它们实际上完全按照我们的意愿工作。相同的策略将适用于许多其他蛋白质和疾病。”

从简单的分子开始

以前，药物开发的重点是筛选大量含有药物样分子的化学物质。但是，这种方法非常昂贵，并且通常无法找到良好的药物开发起点。在当前的研究中，研究人员使用了所谓的基于碎片的药物设计。该方法涉及首先识别一个非常小的分子，该分子可以与靶蛋白结合。当发现了这种分子时，研究人员可以逐步开发它来创建药物。

詹斯·卡尔森（Jens Carlsson）说：“这就像做拼图难题一样。我们从一个拼图开始，然后通过添加新作品逐渐构建药物分子。最后，我们有一个非常适合靶蛋白的药物分子。”

在研究中，研究人员使用了一家生产分子需求的公司。然后，他们创建了计算机程序，可以搜索当前可供购买的所有数十亿分子。使用超级计算机，他们可以探索哪些分子可以与靶蛋白的表面结合。

“我们首先搜索了可以迅速生产和测试的数十亿个分子中。一切顺利；我们发现了有效的分子。在研究结束时，我们开始思考 - 如果我们没有必须能够购买它们的要求，我们可以走多远？”

博士生Andreas Luttens随后编写了一个新的计算机程序，该程序可以生成所有可能的分子。然后，潜在替代方案的数量为10亿（10²²或1个，其次是22个零）。然后，研究人员能够证明他们在可供购买的分子中搜索的相同方法也将在10亿替代方案中搜索。

“通过我们的策略，我们可以非常有效地搜索四分之一的药物分子。在不久的将来，我们将能够在计算机模型中测试所有潜在的药物分子 - 这一突破具有很大的潜力。”

对药剂师的新需求

即使我们现在具有探索大量分子来寻找新药的计算能力，但并不总是确定可以实际生产新物质。

詹斯·卡尔森（Jens Carlsson）说：“将来我们需要开发新方法，以便成功地开发计算可以如此迅速设计的分子。”