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上海科興帶您走進藥物研發新突破，為分子配對
點擊次數：357 發布時間：2012-6-13
據報道：千年來，人類開發新藥總是充滿著經驗性猜測和僥幸。但隨著*計算機技術的發展，科學家已經能夠通過模擬和建模尋找藥物靶點。在這一領域進行了超過20年的研究。他對藥物研發過程的每一個階段進行了系統化的研究，希望改善計算機藥物研發中的算法，提高藥物研發的速度和準確性。研究團隊通過單顆粒低溫電子顯微技術，重建了蛋白質的高分辨率3D圖像，能顯示蛋白的二級結構（α螺旋和β折疊），在該文章中，研究人員應用專業的生物物理學算法和Texas計算中心（TACC）的高性能平行處理超級計算機，結合了建模、模擬、分析和可視化，大大提高了重構模型的分辨率和準確性。
近來有研究顯示，隨著每億元研發經費被FDA批準的藥物越來越少，節省研發經費和時間的需求在不斷增長。這就增加了開發快速低成本藥物研發方法的重要性。研發新藥一般始于對引發疾病的病毒、細菌或突變進行詳細分析。通過X光照射樣本，電子顯微鏡能得到相關分子接近自然條件的納米級圖像。這些顯微鏡得到的圖片充滿斑點而且混亂，必須*過處理才能應用于建模。結合100,000張處理過的圖像，研究人員就能得到目標分子的3D結構模型。
在藥物研發中結構是很重要的特征，因為它代表了相關分子的形態和形態互補性，決定了兩個分子相互契合的程度。分子的契合程度是一種藥物是否能結合靶點的主要因素，也是完成其使命的*步。正確的3D模型使研究人員能理解、識別和檢測病毒上的潛在結合位點。
一旦得到了目標分子的結構，就需要檢測潛在藥物化合物是否能與靶位點結合。Bajaj的研究對象是HIV病毒，研究人員篩選的藥物需要能結合到病毒表面特異位點，并且對病毒發出信號告訴它目的地已經達到。這種藥物會誘使病毒將其內容物釋放在細胞外基質中，而不是將病毒遺傳物質注入宿主細胞，這樣HIV病毒就不能對機體造成損害。
研究人員必須確信他們找到的化合物不會與其他重要生物分子結合，因為這樣會造成嚴重的副作用。化合物可能的結合數據相當龐雜，但改進了計算機軟件和算法后，這一問題就能引刃而解。為此Bajaj幾乎使用了TACC的所有計算機系統。