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    藥物設(shè)計(jì)與篩選及驗(yàn)證技術(shù)

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    藥物設(shè)計(jì)與篩選及驗(yàn)證技術(shù)

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    如有各類(lèi)設(shè)備采購(gòu)需求，請(qǐng)聯(lián)系專(zhuān)屬顧問(wèn)。
    項(xiàng)目介紹

    一、項(xiàng)目概述

    近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)及相關(guān)基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展與進(jìn)步，基于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、人工智能等新技術(shù)的藥物分子設(shè)計(jì)手段正日臻成熟，不斷取得突破性進(jìn)展，有力推動(dòng)藥物設(shè)計(jì)領(lǐng)域日趨完善。這不僅為新藥創(chuàng)制事業(yè)提供了新利器，更有效加速了新藥成功開(kāi)發(fā)的概率、縮短新藥上市周期，更好地滿(mǎn)足臨床需求。

    我們深切感受到新藥研發(fā)的科技手段對(duì)項(xiàng)目的促進(jìn)作用，由此建立了一支專(zhuān)業(yè)高效的研發(fā)服務(wù)團(tuán)隊(duì)。依托基于結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)（SBDD）、基于配體的藥物設(shè)計(jì)（LBDD）、基于碎片的藥物設(shè)計(jì)（FBDD）、高通量篩選（HTS）技術(shù)等技術(shù)服務(wù)，根據(jù)您的需要，評(píng)估適合您的藥物設(shè)計(jì)及篩選方式。例如，如果消費(fèi)者已有明確的靶點(diǎn)結(jié)構(gòu)，我們可能會(huì)推薦SBDD；如果消費(fèi)者擁有大量活性化合物數(shù)據(jù)，LBDD可能更為合適。此外，我們的服務(wù)還包括： 根據(jù)您的需求，定制一個(gè)綜合的藥物設(shè)計(jì)及篩選方案，明確每個(gè)階段的目標(biāo)、所需資源以及預(yù)期的時(shí)間框架。

    1.1藥物研發(fā)流程及CADD在藥物研發(fā)中的運(yùn)用


    1.2藥物設(shè)計(jì)的基本策略與流程


    二、藥物設(shè)計(jì)方法分類(lèi)


    2.1 基于結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)（SBDD）

    簡(jiǎn)介：SBDD依賴(lài)于藥物靶點(diǎn)（如受體、酶等）的三維結(jié)構(gòu)信息，通過(guò)分子對(duì)接、分子動(dòng)力學(xué)模擬等技術(shù)手段，預(yù)測(cè)藥物分子與靶點(diǎn)之間的結(jié)合模式和相互作用強(qiáng)度，從而設(shè)計(jì)出具有高親和力和特異性的藥物分子。

    服務(wù)內(nèi)容：靶點(diǎn)蛋白的獲取與結(jié)構(gòu)解析（X射線(xiàn)晶體學(xué)、多維核磁共振(NMR)、冷凍電鏡(Cryo-EM)、同源建模以及模型優(yōu)化）/分子對(duì)接（一般對(duì)接（剛性對(duì)接、柔性、半柔性對(duì)接）、共價(jià)對(duì)接、口袋氨基酸突變、金屬酶蛋白-配體對(duì)接、蛋白-多肽對(duì)接、蛋白-蛋白對(duì)接）/分子動(dòng)力學(xué)模擬（1.誘導(dǎo)契合對(duì)接和分子動(dòng)力學(xué)模擬手段，解決晶體結(jié)構(gòu)缺乏柔性的問(wèn)題2. 結(jié)合溶質(zhì)、溶劑化能來(lái)優(yōu)化結(jié)合親和力，更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)出化合物“天然”結(jié)合模式。

    2.1.1分子對(duì)接

    2.1.2動(dòng)力學(xué)模擬

    2.2 基于配體的藥物設(shè)計(jì)（LBDD）

    簡(jiǎn)介：LBDD在生物靶點(diǎn)未知或靶點(diǎn)結(jié)構(gòu)信息不足的情況下，通過(guò)研究已知活性配體的結(jié)構(gòu)性信息，構(gòu)建藥效團(tuán)模型或定量構(gòu)效關(guān)系（QSAR）模型，來(lái)預(yù)測(cè)新化合物的活性。這種方法不依賴(lài)于靶點(diǎn)的三維結(jié)構(gòu)，而是基于配體分子之間的相似性進(jìn)行藥物設(shè)計(jì)。

    服務(wù)內(nèi)容：構(gòu)建藥效團(tuán)模型或定量構(gòu)效關(guān)系（QSAR）模型/反向找靶/相似性搜索和聚類(lèi)/ADMET預(yù)測(cè)

    2.3 基于碎片的藥物設(shè)計(jì)（FBDD）

    核心技術(shù)：FBDD通過(guò)篩選低分子量、低親和力的片段分子，并利用這些片段與靶點(diǎn)的結(jié)合信息來(lái)優(yōu)化和鏈接成新藥物分子。這種方法結(jié)合了隨機(jī)篩選和SBDD的優(yōu)點(diǎn)，旨在探索更廣闊的化學(xué)空間，提高發(fā)現(xiàn)活性化合物的命中率。


    服務(wù)內(nèi)容：蛋白純化/高通量晶體篩選及結(jié)晶/分子片段篩選/類(lèi)藥性評(píng)估

    高通量篩選片段 (HTS)—>片段優(yōu)化—> 結(jié)構(gòu)優(yōu)化

    三、基于藥物設(shè)計(jì)方法的虛擬篩選

    3.1 虛擬篩選概述

    計(jì)算機(jī)輔助藥物篩選也稱(chēng)虛擬篩選（Virtual Screening)，是藥物發(fā)現(xiàn)和篩選藥物（篩藥）常見(jiàn)的方法之一。當(dāng)虛擬篩選的量比較大的時(shí)候，可稱(chēng)為高通量虛擬篩選（High throughput virtual screening，HTVS）。虛擬篩選根據(jù)受體結(jié)構(gòu)的有無(wú)，可以分為基于結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)（SBDD）、基于配體的藥物設(shè)計(jì)（LBDD）。此外，基于碎片的藥物設(shè)計(jì)（FBDD）通過(guò)篩選低分子量、低親和力的片段分子，并利用這些片段與靶點(diǎn)的結(jié)合信息來(lái)優(yōu)化和鏈接成新藥物分子是對(duì)SBDD的進(jìn)一步補(bǔ)充。


    3.2 藥物庫(kù)選擇

    3.2.1 大型綜合藥物庫(kù)


    序列虛擬篩選庫(kù)名稱(chēng)分子數(shù)量特點(diǎn)與描述
    1ChemDiv1,250,000+ChemDiv是全球最大的為科研機(jī)構(gòu)提供化合物的公司之一，其庫(kù)存可用的化合物已經(jīng)超過(guò)125萬(wàn)種，并且以每年超過(guò)20萬(wàn)個(gè)化合物的速度遞增。
    2Asinex Gold170,269+Asinex的一個(gè)高級(jí)篩選庫(kù)，包含精心挑選的化合物，適用于藥物發(fā)現(xiàn)過(guò)程中的深入篩選。具體分子數(shù)量需查詢(xún)官網(wǎng)或相關(guān)權(quán)威資料。
    3Specs350,000+Specs的化合物庫(kù)由單一合成、性質(zhì)良好的小分子組成，適用于藥物發(fā)現(xiàn)的各個(gè)階段。該庫(kù)通過(guò)全球采購(gòu)方案建立，包含超過(guò)35萬(wàn)種化合物。
    4ChemBridge130,000+ChemBridge的虛擬篩選數(shù)據(jù)庫(kù)擁有超過(guò)13萬(wàn)個(gè)多樣性的化合物，涵蓋多種類(lèi)型和多種蛋白靶點(diǎn)的化合物，是藥物發(fā)現(xiàn)過(guò)程中的有力工具。
    5ZINC1,350,000+ZINC數(shù)據(jù)庫(kù)用于虛擬篩選的市售化合物的免費(fèi)數(shù)據(jù)庫(kù)。ZINC包含超過(guò)1300萬(wàn)種3D格式的可購(gòu)買(mǎi)化合物。 提供ZINC數(shù)據(jù)庫(kù)是一個(gè)小分子結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)，在該數(shù)據(jù)庫(kù)中存放有大量現(xiàn)在市場(chǎng)銷(xiāo)售的小分子化合物
    6ChEMBL1,879,000+ChEMBL數(shù)據(jù)庫(kù)是歐洲生物信息研究所(European Bioinformatics Institute，EBI)開(kāi)發(fā)的一個(gè)在線(xiàn)的免費(fèi)數(shù)據(jù)庫(kù)，它通過(guò)從大量文獻(xiàn)中收集各種靶點(diǎn)及化合物的生物活性數(shù)據(jù)，為藥物化學(xué)家們提供了一個(gè)非常便利的査詢(xún)靶點(diǎn)或化合物的生物活性數(shù)據(jù)的平臺(tái)。截至2019年10月29日，該數(shù)據(jù)庫(kù)共收集了12482個(gè)靶點(diǎn)，187.9萬(wàn)個(gè)化合物，共有15500萬(wàn)條生物活性信息。
    7DrugBank13577+最近發(fā)布的DrugBank (版本5.1.9，2022-01-03版)包含13577種藥物條目，其中包括2634種經(jīng)批準(zhǔn)的小分子藥物、1377種經(jīng)批準(zhǔn)的生物技術(shù)(蛋白質(zhì)/肽)藥物、131種營(yíng)養(yǎng)品和6375種實(shí)驗(yàn)藥物。此外，5241個(gè)非冗余蛋白(即藥物靶標(biāo)/酶/轉(zhuǎn)運(yùn)體/載體)序列與這些藥物條目相關(guān)聯(lián)。每個(gè)DrugCard條目包含200多個(gè)數(shù)據(jù)字段，其中一半用于藥物/化學(xué)數(shù)據(jù)，另一半用于藥物靶標(biāo)或蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)。
    8MCE4,6000+MCE（MedChemExpress）藥物庫(kù)涵蓋了藥物代謝物庫(kù)、老藥新用化合物庫(kù)、片段化合物庫(kù)以及FDA批準(zhǔn)上市藥物庫(kù)等多個(gè)子庫(kù)。這些子庫(kù)各自具有獨(dú)特的應(yīng)用價(jià)值，共同構(gòu)成了MCE全面而豐富的藥物研發(fā)資源。

    3.2.2 實(shí)際化合物庫(kù)

    3.2.2.1 老藥新用化合物庫(kù)系列

    老藥新用，藥物開(kāi)發(fā)新趨勢(shì)，其優(yōu)勢(shì)凸顯：藥物安全性已經(jīng)過(guò)廣泛驗(yàn)證，研發(fā)周期得以顯著縮短，猶如配備齊全的科研團(tuán)隊(duì)，高效且穩(wěn)健。相較于新藥開(kāi)發(fā)，成本更低，效益顯著。測(cè)試go提供化學(xué)庫(kù)總共包含了超過(guò)30,000種不同的化合物，涵蓋了從FDA、EMA等監(jiān)管機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)的藥物到非專(zhuān)利藥物、臨床試驗(yàn)藥物、抗癌藥物以及兒童用藥等多個(gè)領(lǐng)域，為藥物研發(fā)、藥物再利用以及特定疾病治療等領(lǐng)域提供了重要的支持。

    3.2.2.2 天然產(chǎn)物庫(kù)

    天然產(chǎn)物篩選庫(kù)是一個(gè)涵蓋多種生物來(lái)源化合物的豐富資源庫(kù)，它包括海洋生物和微生物體內(nèi)的組成成分或其代謝產(chǎn)物以及人和動(dòng)天然產(chǎn)物是指動(dòng)物、植物提取物或昆蟲(chóng)、物體內(nèi)許許多多內(nèi)源性的化學(xué)成分統(tǒng)稱(chēng)，其與藥物發(fā)現(xiàn)，化學(xué)生態(tài)學(xué)和分子生物學(xué)等領(lǐng)域緊密相關(guān)，一直以來(lái)備受科學(xué)界的關(guān)注。該篩選庫(kù)包含以下幾個(gè)主要部分：海洋來(lái)源天然產(chǎn)物庫(kù)、動(dòng)物來(lái)源化合物庫(kù)、抗衰老天然產(chǎn)物庫(kù)、天然產(chǎn)物庫(kù)、天然產(chǎn)物Plus庫(kù)、天然產(chǎn)物類(lèi)似物庫(kù)、植物來(lái)源化合物庫(kù)以及抗腫瘤天然產(chǎn)物庫(kù)，還有一個(gè)微生物代謝物庫(kù)。該天然產(chǎn)物篩選庫(kù)總共包含了超過(guò)17,000個(gè)不同來(lái)源的天然化合物。

    3.2.2.3中藥相關(guān)庫(kù)

    中藥相關(guān)化合物庫(kù)是收集和整理中藥中活性成分的資源庫(kù)，這些成分通常具有獨(dú)特的藥用價(jià)值。通過(guò)科學(xué)研究，人們發(fā)現(xiàn)中藥中的某些化合物對(duì)治療特定疾病有顯著效果，因此，將這些化合物整理入庫(kù)，有助于藥物研發(fā)和新藥創(chuàng)制。中藥相關(guān)化合物庫(kù)包括傳統(tǒng)中藥活性化合物庫(kù)、抗病毒中藥單體化合物庫(kù)等，這些庫(kù)中的化合物均來(lái)源于中藥材，且經(jīng)過(guò)嚴(yán)格篩選和驗(yàn)證。該篩選庫(kù)總共包含了超過(guò)7,197個(gè)中藥中活性成分化合物。

    3.2.2.4 片段化合物庫(kù)系列

    測(cè)試go服務(wù)平臺(tái)提供的片段化合物庫(kù)涵蓋了多種類(lèi)型，包括半胱氨酸靶向共價(jià)片段庫(kù)、含氟片段化合物庫(kù)、1K藥物片段庫(kù)、3D多樣片段庫(kù)以及片段化合物庫(kù)，共計(jì)36,864種化合物。這些庫(kù)不僅種類(lèi)豐富，而且涵蓋了廣泛的化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，適用于基于片段化合物的篩選、高通量X-ray 晶體學(xué)、NMR、SPR和高濃度生物分析。所有化合物均符合Rule of Three原則（MW ≤ 300, H-bond donors ≤ 3, H-bond acceptors ≤ 3, cLogP ≤ 3，RB ≤ 3) 和TPSA ≤ 120）

    3.2.2.5 其他子庫(kù)分類(lèi)

    1.大環(huán)類(lèi)化合物庫(kù)：包含環(huán)肽、冠醚等幾百個(gè)大環(huán)類(lèi)物質(zhì)，這類(lèi)化合物通常具有較大的分子量和特殊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)于模擬蛋白蛋白相互作用(PPIs)的結(jié)構(gòu)域至關(guān)重要，因此在PPIs的藥物開(kāi)發(fā)中應(yīng)用越來(lái)越多。目前可提供超過(guò)20000個(gè)具有豐富多樣性的大環(huán)類(lèi)化合物。

    2.中樞神經(jīng)化合物庫(kù)：針對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)藥物研發(fā)的化合物庫(kù)，包含多樣化、高質(zhì)量的化合物，支持CNS藥物發(fā)現(xiàn)計(jì)劃。這些化合物經(jīng)過(guò)多參數(shù)優(yōu)化，預(yù)計(jì)具有更高的穿過(guò)血腦屏障(BBB)的可能性。

    3.GPCR化合物庫(kù)：專(zhuān)注于G蛋白偶聯(lián)受體(GPCR)相關(guān)的藥物篩選和研究。GPCR是藥物研發(fā)中的重要靶點(diǎn)，因此這個(gè)庫(kù)對(duì)于開(kāi)發(fā)針對(duì)GPCR的藥物具有重要意義。

    4.核受體化合物庫(kù)：是癌癥、皮膚病和糖尿病等相關(guān)藥物研究的有用工具。核受體是細(xì)胞內(nèi)的一類(lèi)重要蛋白質(zhì)，參與調(diào)控多種生理過(guò)程，因此這個(gè)庫(kù)在藥物研發(fā)中具有廣泛應(yīng)用。

    5.激酶化合物庫(kù)：針對(duì)激酶的藥物篩選和研究。激酶是細(xì)胞內(nèi)的一類(lèi)重要酶類(lèi)，參與調(diào)控多種信號(hào)傳導(dǎo)途徑，與多種疾病的發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān)。

    6.離子通道化合物庫(kù)：是心血管、神經(jīng)系統(tǒng)等疾病研究的重要工具。離子通道是細(xì)胞膜上的一類(lèi)重要蛋白質(zhì)，參與調(diào)控離子的跨膜運(yùn)輸，與多種生理功能密切相關(guān)。

    3.2.2.6 與數(shù)百家企業(yè)合作，品質(zhì)值得信賴(lài)

    我們的科研服務(wù)平臺(tái)已經(jīng)與國(guó)內(nèi)外數(shù)千家企業(yè)建立了緊密的合作關(guān)系。

    3.3 虛擬篩選服務(wù)流程

    客戶(hù)確認(rèn)靶點(diǎn)蛋白/化合物集—>根據(jù)靶點(diǎn)類(lèi)型，選擇平臺(tái)在線(xiàn)藥物庫(kù)/藥效團(tuán)選擇虛篩模式—>技術(shù)員評(píng)估虛篩位點(diǎn)以及方式—>采用虛篩軟件進(jìn)行蛋白與多種小分子構(gòu)像的模擬對(duì)接—>選取打分前100的小分子—>購(gòu)買(mǎi)小分子進(jìn)行表型驗(yàn)證和基于靶點(diǎn)驗(yàn)證。

    四、實(shí)體化合物活性篩選

    4.1 基于靶點(diǎn)篩選

    利用高通量篩選技術(shù)，對(duì)大量候選化合物進(jìn)行快速篩選/分子結(jié)合力驗(yàn)證（SPR、BLI、MST、ITC、DSF）。

    4.2基于表型篩選

       利用細(xì)胞毒性/增殖、細(xì)胞凋亡/周期、動(dòng)物水平表型檢測(cè)。

    樣品要求

    詳情請(qǐng)聯(lián)系技術(shù)經(jīng)理

    項(xiàng)目案例

    藥物設(shè)計(jì)與篩選及驗(yàn)證技術(shù)

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