การออกแบบยาด้วยวิธีการทางคอมพิวเตอร์
Computational aided drug design
ในอดีตนั้นการศึกษาเพื่อพัฒนายาใดๆก็ตาม นักวิจัยจะต้องทุ่มเททรัพยากรที่มีค่าทั้งเวลาและทุนจำนวนมหาศาลเพื่อให้ได้ lead compound สักตัวก่อนที่จะพัฒนาต่อไปเป็นยา แต่ในปัจจุบันนี้เราได้มีการนำเทคโนโลยีทางคอมพิวเตอร์เข้ามาจับและช่วยลดต้นทุนทั้งเวลาและทุนได้อย่างมาก โดยกระบวนการที่เราใช้ในการศึกษานั้นเราสามารถจำแนกออกได้หลายวิธีการดังต่อไปนี้
1. Ligand-structure-based drug design
เป็นกระบวนการที่ใช้ข้อมูลของ ligand หรือตัวยาเป้าหมายที่เราทราบดีอยู่แล้วว่าสามารถส่งผลฤทธิ์ทางเภสัชกับเป้าหมายที่เราสนใจเช่น โปรตีน ได้
is an approach used in the absence of the 3D structural information of the biological target (receptor) of interest > it relies solely on structural
information about the ligands binding to it
ตัวอย่างเช่น
การออกแบบยาจาก biomolecular targets in signaling pathways of cells
: Schematic overview of biomolecular targets known as small GTPases, involved in the signaling pathways of cells.
ซึ่งวิธีการนี้นั้นเราจำเป็นจะต้องใช้โครงสร้างของยาเป้าหมาย ligand ที่เราทราบดีอยู่แล้วว่าเกิดอันตรกิริยากับเป้าหมายได้ มาทำการสร้างแบบจำลองที่เรียกว่า "pharmacophore model" โดย pharmacophore model คือส่วนของโมเลกุลที่ประกอบไปด้วยคุณสมบัติทางเคมี
"pharmacophore model" part of the molecule that carries the essential chemical features, responsible for the specific pharmacological effect (activity) of the drug
Ligand structure based drug design. Spheres designate the ranges of pharmacological activity with orientations needles ) of the chemical features of the ligand pharmacophore [orange: pi pi interactions (F1: PiN ), green : hydrophobic interactions (F2: Hyd ), cyan : H bond acceptor interactions (F3: Acc2, F4: Acc )].
เมื่อเราสร้าง pharmacophore model แล้ว เราจะทำการ screening หายาจาก database ที่เรามีซึ่งในกระบวนการนี้เราจะต้องสร้าง "quantitative structure activity relationship (QSAR)" ขึ้นมา ซึ่ง quantitative structure activity relationship (QSAR) กล่าวคือเป็นความสัมพันธ์เชิงคณิตศาสตร์ระหว่างฤทธิ์ทางเภสัชกับโครงสร้าง
constructs a mathematical relationship between the activity or property of a substance and structural aspects of the underlying molecular component (descriptors).
2. Receptor-structure-based drug design
กระบวนการนี้จะตรงกันข้ามกับข้อข้างต้น กล่าวคือกระบวนการนี้จะเป็นการใช้ข้อมูลของ receptor เป้าหมายที่เราสนใจในการออกแบบยา โดยเราจะต้องพิจารณาจากบริเวณที่เป็น active binding site ของ receptor นั้นๆ
uses the 3D structural information of the receptor (target) obtained through experimental methods (X ray crystallography, TEM, NMR spectroscopy) or calculation methods (homology)
Receptor structure based drug design. The ligand blue ) is docked in the binding pocket green cloud ) of a G protein coupled receptor red ).
ทั้งนี้ทั้งนั้นในกระบวนการข้างต้นนั้น เราจะต้องใช้กระบวนการ screening เข้ามาช่วยเพื่อให้ได้ยาเป้าหมายที่ต้องการด้วย
โดยกระบวนการ screening นี้นั้นเราอาจแบ่งออกเป็น
1. Virtual screening
เป็นวิธีการค้นหาโครงสร้างยาใหม่ที่ต้องการจากชุดข้อมูลยา database ที่เรามีอยู่แล้ว
bases on the identification of new ligands for a given receptor by searching large databases of 3D structures of small molecules.
เป้าหมายของวิธีการนี้คือการค้นหาโมเลกุลที่จะสามารถเข้าจับกับเป้าหมายได้โดยอาศัย fast molecular-docking method
2. De novo design
เป็นวิธีการที่เราจะทำการสร้างโมเลกุลใหม่ขึ้นมาเลย โดยอาศัย ข้อมูลคุณสมบัติทางเคมี และโครงสร้างของ receptor ในการจำลองโมเลกุลยาใหม่ขึ้นมา
generates new ligands that are built up by fitting and then linking small pieces within the constraints of the binding pocket.
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
