超级计算机助力新药发现

美国能源部属下的橡树岭国家实验室开发的一种更为快捷和廉价的扫描分子数据库的技术,能使科学家进入开发新的治疗药物的快速通道。
田纳西大学-橡树岭国家实验室分子生物物理学中心的杰罗姆·鲍德利领导的研究团队对一种广泛使用的现有软件进行改编,以用于像橡树岭国家实验室装备的“美洲虎”这样的超级计算机,对海量分子数据库进行筛选,并确定可以作为潜在药物候选分子的化合物。
这一研究结果发表于近期出版的《计算化学学报》。
“我们的研究弥补了超级计算机与像人类基因组计划这样的现有分子数据库海量数据之间缺失的一环,”鲍德利表示,“我们面临雪崩式的数据,现在需要将这些数据转化为知识。”
这种转换是药物开发第一阶段的关键所在,研究人员通常在此阶段寻找与体内靶点相互作用的适宜化合物,靶点通常为一种蛋白质。如果这种化合物是合适的,将会附着到蛋白质上,并在细胞内产生理想的效果。
但对数千种已知蛋白质和数百万中可能作为潜在药物的化合物来讲,可能的组合是一个天文数字。
“用实验来测定这些相互作用非常昂贵和费时,”鲍德利表示,“但使用超级计算机,我们一天可以处理数百万个分子。”
快速高效的分子处理为科学家们提供了冒着风险研究之前未经检测的药物候选分子的一个机会,可能导致开发出多元化和创新种类的药物。
“在此之前,由于分子不具备满意的特性,我们扔掉了很多信息,”鲍德利表示,“现在,可以对每一个分子进行检查,不必担心浪费资源。”
通过获得国立卫生研究院支持的一项协作计划,研究人员已经着手将这一研究变为事实。项目团队计划使用橡树岭国家实验室的超级计算机寻找可能治疗前列腺癌的化合物。这一研究由NIH临床转移科学奖励计划资助,这项研究由乔治城大学和霍华德大学牵头,主要参与方包括橡树岭国家实验室、MedStarHealth组织和华盛顿特区退伍军人医疗中心。

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