藥物只有在體內(nèi)與靶蛋白粘附才能發(fā)揮作用。評價(jià)粘度是藥物發(fā)現(xiàn)和篩選過程中的一個(gè)關(guān)鍵障礙?；瘜W(xué)和機(jī)器學(xué)習(xí)相結(jié)合的新研究可以減少這種障礙。
一項(xiàng)名為DeepBAR的新技術(shù)可以快速計(jì)算候選藥物與其靶點(diǎn)之間的結(jié)合親和力。與最新方法相比，該方法可以在短時(shí)間內(nèi)生成準(zhǔn)確的計(jì)算結(jié)果。研究人員表示，DeepBAR有朝一日可以加快藥物發(fā)現(xiàn)和蛋白質(zhì)項(xiàng)目的步伐。
“我們的方法比以前快了幾個(gè)數(shù)量級，這意味著我們可以找到既高效又可靠的藥物，”麻省理工學(xué)院廣泛研究學(xué)院副教授、輝瑞-勞巴赫化學(xué)職業(yè)發(fā)展教授張斌說。并且是一篇描述這項(xiàng)技術(shù)的新論文的合著者。
這項(xiàng)研究今天發(fā)表在《物理化學(xué)快報(bào)》上。這項(xiàng)研究的主要作者是丁，麻省理工學(xué)院化學(xué)系博士后。
藥物和靶蛋白之間的親和力是通過一個(gè)叫做結(jié)合自由能的量來衡量的——這個(gè)量越小，結(jié)合粘度就越大。張說：“較低的結(jié)合自由能意味著藥物可以更好地與其他分子競爭，這意味著它可以更有效地破壞蛋白質(zhì)的正常功能?！庇?jì)算候選藥物的結(jié)合自由能提供了藥物潛在療效的指標(biāo)。但很難確定。
計(jì)算結(jié)合自由能的方法有兩種，每種方法都有各自的缺點(diǎn)。一節(jié)課可以精確計(jì)算數(shù)量，從而消耗大量的時(shí)間和計(jì)算機(jī)資源。第二類的計(jì)算成本較低，但只能產(chǎn)生結(jié)合自由能的近似值。張和丁設(shè)計(jì)了一種兩全其美的方法。
準(zhǔn)確高效
DeepBAR可以精確計(jì)算結(jié)合自由能，但只需要以前方法所需計(jì)算的一小部分。新技術(shù)將傳統(tǒng)的化學(xué)計(jì)算與機(jī)器學(xué)習(xí)的最新進(jìn)展相結(jié)合。
DeepBAR中的“BAR”一詞代表“Bennett接受率”，是幾十年來用于精確計(jì)算結(jié)合自由能的算法。Bennet的接受率通常需要知道兩個(gè)“終點(diǎn)”狀態(tài)(例如，藥物分子與蛋白質(zhì)結(jié)合，藥物分子與蛋白質(zhì)完全分離)和許多中間狀態(tài)(例如，不同水平的部分結(jié)合)，所有這些都降低了計(jì)算速度。
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