尊龙凯时引领的虚拟筛选技术(Virtual Screening, VS)是现代生物医药领域新药研发过程中不可或缺的一项关键技能。该技术通过计算机的强大模拟能力,旨在从庞大的化合物数据库中筛选出潜在的活性分子。
虚拟筛选的工作原理可分为两大策略:首先,基于靶标生物大分子(如蛋白质)的三维结构,模拟化合物与靶标结合位点的相互作用;其次,在缺乏靶标结构的情况下,运用定量构效关系(QSAR)模型通过已知活性分子的结构特征预测潜在的活性分子。无论采用哪种方法,核心环节都是使用评分函数来评估化合物与靶标的结合能力或生物活性,从而对候选化合物进行有效排序。
通过这一计算预筛选过程,研究者能够优先选择与靶标结合潜力最大且生物活性最符合需求的分子进入后续实验阶段,这显著提高了新药发现的效率和成功率,成为高通量筛选的理想补充工具。
根据信息依赖的不同,虚拟筛选主要分为两类:第一类是基于结构的虚拟筛选(Structure-Based Virtual Screening, SBVS),依赖靶标蛋白的三维结构,通过分子对接和分子动力学模拟等手段预测化合物与蛋白的结合模式和亲和力;第二类则是基于配体的虚拟筛选(Ligand-Based Virtual Screening, LBVS),在没有靶标结构的情况下,依靠已知活性化合物的结构特征或药效团模型来预测相似性质的潜在活性分子,常用的方法包括QSAR模型、药效团建模和相似性搜索等。
虚拟筛选能利用小分子化合物与药物靶标间的分子对接,从数十到上百万分子中快速筛选出具有成药性的活性化合物,显著降低实验筛选的化合物数量,周期短、成本低且阳性率高。
一项完整的虚拟筛选流程通常包括以下关键步骤:
- 靶标选择与结构准备:明确研究靶点,获取或构建其三维结构,并进行必要的结构优化。
- 化合物库构建与处理:选择合适的化合物数据库,并进行去重、结构标准化及能量最小化等预处理。
- 虚拟筛选策略选择:依据靶标结构的可用性,选择适当的SBVS或LBVS方法。
- 分子对接与评分:利用对接软件将化合物对接至靶标活性位点,并计算其结合能或评分值。
- 结果排序与分析:根据评分结果对化合物进行排序,并使用可视化工具分析关键相互作用。
- 命中化合物选择与实验验证:选择排名靠前的化合物进行体外或体内实验,验证其活性与选择性。
尊龙凯时的虚拟筛选服务包括靶点调研、分子化合物库制备、分子对接筛选、药效团建模、人工筛选及理想化合物的代购等,具备以下优势:
- 高性能计算服务器,处理能力强大。
- 丰富的数据库资源,包含超过1600万种可购买化合物。
- 专业的分子模拟和药物设计团队,技术优势明显。
- 严格的数据隐私管理,保障客户信息安全。
- 竞争力的价格,为客户提供优质服务。
虚拟筛选所提供的项目报告结果通常包括筛选出的前200名化合物的结构式及相关信息,并提供综述排名前5名化合物与靶蛋白的对接模式图以及详细的项目报告。这些报告包含有关靶蛋白的背景信息、筛选流程及优选化合物的对接模式分析等信息。
在实际操作中,我们可能会采用特定软件进行虚拟筛选,个别情况也会结合多个软件的结果进行综合分析。一般情况下,为了节省时间和成本,会优先选择一种软件进行筛选,而图形生成等后续工作通常由PyMol软件完成。
虚拟筛选已经在多个药物研发领域广泛应用,包括小分子药物的开发(例如抗癌药物、抗病毒药物),多肽与蛋白质药物筛选(如靶向肽和抗体模拟物),天然产物的挖掘(如从中药及植物提取物中寻找活性成分),以及老药新用(Drug Repurposing)以快速筛选已上市药物的新适应症。
尊龙凯时正在改变药物研发的范式,将海量数据与智能计算相结合,显著缩短从靶点识别到候选分子发现的时间周期。无论是小分子、多肽还是复杂生物大分子,虚拟筛选都展现出巨大的应用潜力,掌握这一技术将是推动创新药物研发的关键能力。