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分子動力學模擬在制藥行業的應用

來源：時間：2024-06-27 11:08:38 瀏覽：3569次

引言

制藥行業致力于開發新藥物以治療各種疾病。分子動力學模擬作為一種強大的計算工具，能夠在原子層面上模擬藥物分子的行為，為藥物設計、篩選和優化提供了重要的理論支持。

分子動力學模擬的核心價值

分子動力學模擬通過模擬藥物分子與靶標蛋白的相互作用，預測藥物的結合親和力、穩定性和動力學特性，從而加速新藥的發現和開發過程。

應用領域

藥物分子的結合親和力預測 模擬藥物分子與靶標蛋白的結合模式，預測藥物的結合親和力。
藥物穩定性和動力學特性分析 評估藥物分子在生理條件下的穩定性和動力學特性。
藥物篩選和優化 篩選具有高親和力和選擇性的候選藥物，并優化其結構。
藥物-靶標相互作用機制研究 揭示藥物與靶標蛋白相互作用的分子機制。
藥物副作用和毒性預測 預測藥物可能的副作用和毒性，評估藥物的安全性。

案例分析

納米藥物自組裝的分子動力學模擬研究 134 浙江大學醫學院附屬邵逸夫醫院的韓衛東與王杭祥聯合研究了一種兩親性聚合物包裹的阿帕替尼（VEGFR2抑制劑）和SN38-聚乳酸納米顆粒，用于治療肝癌。通過分子動力學模擬，在原子水平研究了納米藥物自組裝過程以及納米材料的穩定性。研究發現，SN38與阿帕替尼通過π-π和氫鍵增加了兩者之間的相互作用，提高了阿帕替尼在體內遞送時血液循環系統內的穩定性。
分子動力學模擬在生物醫藥領域的應用 135 2024年發表的綜述文章討論了分子動力學模擬在生物醫藥領域的應用，包括藥物分子的結合位點和親和力預測、蛋白質結構和功能的預測、生物分子相互作用的模擬、疾病相關蛋白的動態變化研究以及藥物設計和優化。
分子動力學模擬和機器學習結合在藥物設計領域的應用 136 文章探討了分子動力學模擬（MD）和機器學習（ML）的結合如何為藥物設計領域帶來新的契機。MD用于研究靶標和藥物之間相互作用的動態過程，而ML則用于分析MD產生的海量結構動態信息，提高模型對藥物體系熱力學和動力學性質的預測精度。
藥物輸送中的分子模擬 137 分子模擬作為藥物遞送制劑計算機設計的有前途的工具，可以在合成之前預測制劑的性質，減少體外和體內實驗的需要。文章綜述了分子模擬方法及其在藥物輸送中的應用，特別強調了原子和粗粒度蒙特卡洛（MC）和分子動力學（MD）方法的使用。