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药物虚拟筛选与设计平台

药物设计与筛选平台

一、平台由来

每一个药物,都是一个艺术品。每一个药物的发现都是一个必然的偶然。因为药物设计实则是一个平衡的艺术,艺术出于灵感,而灵感则源于格物。格物致知,新药则出。

源于格物致知的理念,分迪科技核心技术团队人员基于其在制药企业新药研发领域10年研发经验,综合旗下生物分子模拟论坛(www.bioms.org注册人数近9000人)和药物设计与分子模拟2000人QQ群中药物研发人员实际学习和工作的需求,历经3年艰苦研发和测试,于2016年10月正式推出分迪第一代药物设计与筛选平台。

本平台是一款软硬件集成优化的专业药物设计与筛选平台。从基因编码氨基酸到蛋白3D结构预测,从基于蛋白3D结构的药物分子筛选与设计到药物分子成药性的ADMET(吸收、分布、代谢、排泄、毒性)预测,涵盖整个药物设计与筛选的研发流程。可直接用于新药研发或用于教育和培养新药研发人员。

本平台除提供专业的平台操作培训外,我们的一大特色则是可基于分迪科技丰富的技术项目经验提供项目技术支持,让用户更加精准、高效和简单地发现和设计药物,轻松完成科研项目。迄今为止,分迪科技已为客户顺利完成药物研发领域项目共计100余项,发表SCI论文20余篇,累积影响因子68.5,申请专利3项,已获批1项。

二、平台功能:

1、基因编码氨基酸

平台采用分迪科技自主开发的基因转换工具,将测序后的基因序列转换为氨基酸序列,可通过比对氨基酸序列,研究临床药物耐药性作用机制,为下一步构建蛋白质三维结构做好序列准备。

2、蛋白质三维结构建模

基于分迪科技合作伙伴奥地利YASARA公司独有的多模板分段同源建模的方法,精准并高效地把通过基因转换得到的氨基酸序列构建为行驶功能的蛋白三维结构,并对模建的蛋白三维结构进行可信度评价,为研究蛋白质结构与功能关系和基于蛋白结构的药物设计与筛选奠定基础。

3、药物分子与受体蛋白对接

第一,平台采用世界著名药物设计公司BioSolveIT(德国)的经典分子对接模块FlexX,用于研究分子层面的药物分子与受体蛋白的作用机制。精准、快速地预测药物分子与受体蛋白的结合模式、关键性相互作用力大小(亲和力的高低)和活性,以期指导基于受体蛋白三维结构的药物分子改造。

第二,平台的FlexX分子对接模块还可用于基于受体蛋白三维结构(含受体药效团)的精准虚拟筛选。可从现有商业化合物库(分迪科技可提供)中筛选到与新发现的靶点蛋白具有潜在高亲和力的化合物,并以此为出发点,发现新药物。

第三,基于Kinme的FlexX对接模块还可提供反向分子对接功能。以药物分子三维结构为基础,基于靶蛋白活性位点的结构筛选其可能作用的蛋白,从而发现在细胞、动物或人体上有活性的药物分子的分子作用机制。确定靶蛋白后,即可开启基于受体结构的合理药物设计与改造工作,快速地进行药物设计——合成——活性验证循环,从而提高已有分子活性,将新药项目推进临床研究。

当然,具有创新思维的您肯定还发现该功能能用于发现已上市药物可能作用的新靶点及其相互作用机制,从而通过增加药物新的适应症实现老药新用。

4、基于蛋白三维结构的药物设计

除平台的分子对接功能外,基于蛋白活性位点结构的可视化药物设计模块SeeSAR加上源于礼来制药公司新药研发内部快速、准确的海德打分函数(HYDE Score)可提供基于蛋白结构的药物分子设计和实时生物活性预测功能,这使得药物化学家们能精准、高效、轻松地进行药物分子结构改造与设计,放飞设计思想,开拓设计理念。

5、基于药物分子结构的药物筛选

基于被众多大型制药公司采用的德国BioSloveIT公司著名分子相似性搜索模块——Ftree,平台还提供基于分子结构的药物筛选功能,该功能可基于已知活性分子的结构对上千万化合物进行相似性极速搜索,从而获得具有潜在活性的先导药物分子。

此外,我们平台基于此功能,还开发了更具应用价值的已知活性分子寻找作用靶蛋白,阐明其分子作用机制的功能(反向寻靶功能)。

6、ADMET预测

每一个药物,都是一个艺术品;每一个药物的发现则都是一个必然的偶然。因为合理药物设计其实是一个平衡的艺术。吸收、分布、代谢、排泄、毒性缩写为ADMET,实则研究药物从进入到排出人体的规则和对人体的影响。加上药物作用受体的亲和力,只有我们设计的化合物分子同时满足了这六点需求,也就是在这六点中找到了平衡点,这样的分子才能成药。

平台采用全球知名药物分子ADMET预测的Molecular Discovery公司(英国)著名药物分子代谢位点预测MetaSite、ADMET性质预测的volSurf+、精准药物pKa预测的MoKa等模块,为药物化学家提供了精准和高效的药物分子ADMET预测工具。

7、分子动力学研究(扩展功能)

平台采用世界著名分子模拟公司YASARA(奥地利)的实时图形可视化分子动力学模块,使用生物分子最精准的Amber立场,用于更进一步研究药物分子与受体蛋白相互作用的动态平衡过程,也可研究药物分子如何进入受体蛋白的动态过程。平台提供的实时动态分子动力学图形可视化功能,可让药物化学家观察到药物分子与受体蛋白相互作用的过程,便于他们更加直观和深刻地理解药物分子与受体蛋白的结合过程和结合平衡模式。

本平台的实时图形可视化功能便于药学学生学习和快速理解药物作用机制,在教育领域有着广阔应用前景。

三、平台优势:

1、基于近10000名药物设计与筛选爱好者在学习和工作的需求。

2、基于分迪科技在制药企业新药研发领域近10年的科研经验。

3、基于分迪科技在新药研发领域100余个成功项目经验的总结。

4、基于分迪科技近3年在软硬件和系统集成与优化方面的研究。

5、基于分迪科技近5年与国际著名的药物设计公司的深度合作。

 

四、平台特色:

1、平台构建了完整、高效和精准的小分子新药的研发流程。

基于公司核心技术人员在制药企业新药研发领域近10年的科研经验,结合世界知名药物设计和分子模拟公司的专利技术和产品,本平台打造了从基因到蛋白的同源建模,从基于蛋白结构的小分子药物的虚拟筛选到基于化合物分子结构的相似性搜索,从候选化合物的改造与优化到先导化合物分子ADMET预测的完整小分子新药研发流程。

2、平台开机即用,中文使用教程,让操作更简便。

基于近10000名药物设计与筛选爱好者在学习和工作的需求,结合分迪科技近3年对软硬件系统集成与优化的研究,为药物设计与筛选爱好者量身定制了一款放飞设计灵感的平台。为方便使用者,平台采用高效的Linux系统,集成上述完整的小分子新药研发流程所需软件,并针对流程中的关键点精细设计了中文使用教程,使得药物设计与筛选工作更具整体性和可操作性,而非简单的软件使用说明书。

3、可提供具体项目的研发技术支持服务。

本平台最大的特色之处——可基于公司核心技术人员在制药企业新药研发领域近10年的科研经验,结合分迪科技100余个药物设计与筛选项目的成功经验,可为使用平台的客户提供具体项目的研发策划、咨询与技术支持服务,为确保项目顺利开展,科研人员的培训以及圆满结题奠定坚实的基础,让客户无忧地完成科研项目。

4、创新的工业化桌面设计,高效稳定、美观静音。

基于分迪科技近3年对高性能计算机硬件的研究,成功将双CPU+GPU的高性能硬件融合为体积仅小型台式机大小的全铝镁合金套装,高效稳定、美观静音。专业级的图形显示效果,在性能和视觉上带给您极致的体验。既保护设计者的眼睛,又能生成精美细腻的高质量论文图片,让您的研究成果画龙点睛。

5、平台计算模块化,兼具可扩展性,可提供灵活的采购策略。

结合药物设计与筛选流程,历经3年的研发测试,本平台实现了计算模块化,硬件兼具可扩展性。我们根据药物设计与筛选的流程,量身打造了对应教程,根据流程的需求选择了软件的计算功能,实现了计算模块化。另外,考虑到药物设计与筛选过程中每一步需要使用的专业软件对硬件的要求,采用最新的高性能计算并行与优化技术实现了硬件对专业软件的完美支持,使得专业软件运行效率得到最大程度的发挥。

因此,客户在购买本平台时可根据目前进行的工作,分步、分期购买我们的计算模块,从而解决经费不足和经费不能一次到位的情况,后期可陆续增购计算模块即可,硬件5年不过时。

 

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