读《基于生理的药物动力学(PBPK)建模与模拟 :原理、方法及在医药工业中的应用》其中一段有感,只要针对下面列出的每个关键词都能有实践的路径,则将计算机辅助药物设计的基础打通了。

大家可对照自己看看自己目前已经会那些内容:

  • 结合位点分析:利用软件工具预测靶蛋白上潜在的配体结合活性位点,并给出其三维结构。为此可以利用一系列已知的配体,分析在获得最佳形状互补性及相互作用时蛋白质的表面特征(几何学和官能团特征)。

  • 生物系统建模:利用计算模拟生物系统,从而使复杂的细胞过程可分析并可视化,例如代谢物网络,或者包含代谢、信号转导通路和基因调节网络的酶系统等。

  • 临床试验模拟:结合药物代谢动力学和药效学模型的结构和随机因素,产生一个与真实临床实验结果相似的数据集。

  • 房室PK模型:运用动力学模型描述浓度-时间曲线。房室与体内实际的生理学空间无关。

  • 可成药靶点(概念):可成药靶点是一个可通过小分子药物调节其活性的蛋白。可成药靶点的确定对一个药物研发项目推进至先导物发现阶段的决策起重要作用。

  • hERG建模(概念):hERG基因编码钾离子通道 Kv11.1,此蛋白在心脏动作电位中介导复极 Ikr电流。药物阻断该通道引起潜在的致命性 Q-T 间期延长并伴有猝死风险。在计算机药物设计中,由两种方法建立hERG模型。药效基团模型,或基于配体建模,依赖于物理化学性质与通道阻断关联性的确定,以预测化合物阻断 hERG 的潜力。基于靶点的 hERG 通道部分同源模型用于诠释电生理学和突变的研究。

  • 同源建模:将一个未知结构的已知序列与一个或多个已知结构的同源蛋白相映射,以便获得对该蛋白三维结构的深入认识。

  • 先导化合物发现阶段:药物研发过程中的一个阶段,目的是确定一个或多个系列化学结构,这些化合物具有潜在药物活性、较低的脱靶效应毒副作用、可接受的体内生物利用度以及与之相应的物理化学及代谢性质。

  • 先导物优化:药物发现中紧随先导物产生的一个阶段,目的是优化筛查阶段获得化合物的PK和PD(有效性、选择性和安全性)性质并且为之后的候选药物确定阶段选出满足预设目标特性的高质量候选药物。

  • 基于模型的药物开发:可以提高数据分析、临床试验设计、知识管理和临床药物开发决策质量,对各种早期信息(临床前有效性和安全性模型)和临床数据(药物信息、实验终点、试验过程和剂量)进行定量及有效利用的统计学和数学模型。

  • PBPK/PD 建模:基于生理的药物动力学模型(描述药物暴露与剂量关系)与药效模型(描述药理响应与暴露关系)相关联的模型。

  • 药效基团建模:基于配体并利用一系列从已知活性化合物中产生的二维或三维药效基团对选定的靶点经行虚拟筛选。

  • PK/PD 建模:将药物动力学模型(将药物的暴露关联于给药剂量)与药效动力学模型(将药效反应关联于药物暴露)相联系的模型。

  • 群体模型:对引起剂量-浓度关系改变的病理生理因素进行定性与定量,以便于在临床中通过适当的剂量调整来应对治疗指标的显著改变。

  • PK 性质预测:通过一种化合物的结构依赖性质得到药物动力学性质(如血浆中未结合的药物分数、分布体积、肾脏消除、化合物吸收分数或生物利用度的 QSPR 模型。生理模型也可应用于 PK 性质预测。

  • 蛋白质建模:从一种蛋白质的氨基酸序列推测出此蛋白质的三维(二级、三级和四级)结构。

  • 活性代谢物预测:通过化合物的结构和已知活性代谢产物的数据库预测该化合物产生活性代谢物的可能性。

  • QSAR 和 QSPR 模型:定量的结构-活性关系(QSAR)是将一系列结构关联的化合物的药理活性与其化学结构联系起来的数学等式。定量结构-性质关系(QSPR)是将化合物的物理化学性质与其结构相关联。通过运用回归分析及模式识别的技术推导得到 QSAR。

  • 骨架跃迁:基于一系列已知活性化合物,利用软件模拟,通过对化合物核心结构的修饰,发现化学核心结构完全不同但仍可结合相同受体的创新化合物。

  • 代谢位点预测:对已知的先导化合物,预测其结构中易于被代谢的位点。用包含有已知代谢反应及化学反应原理的数据库来进行这一预测。如果参与代谢的代谢酶已知,其蛋白质结构也可用于获得化合物与酶活性位点结合的构象。机器学习与半经验量子化学计算方法也可应用于该预测模型。

  • 虚拟筛选:一种在药物研发初期,利用靶点蛋白的三维结构与数据库中的大量化学结构,通过计算机模拟快速评估与筛选确定最有可能结合目标蛋白的化合物结构的计算机技术。