Виртуальный скрининг

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Виртуальный скрининг — это вычислительная процедура, которая включает автоматизированный просмотр базы данных химических соединений и отбор тех из них, для которых прогнозируется наличие желаемых свойств. Чаще всего виртуальный скрининг применяется при разработке новых лекарственных препаратов для поиска химических соединений, обладающих нужным видом биологической активности. В последнем случае процедура виртуального скрининга может быть основана либо на знании пространственного строения биологической мишени либо на знании структуры лигандов к молекуле данной биологической мишени. Виртуальному скринингу посвящен ряд монографий [1][2][3][4] и обзорных статей[5][6][7][8][9].

Виртуальный скрининг, основанный на знании пространственной структуры биологической мишени[править | править исходный текст]

Молекулярный докинг[править | править исходный текст]

Ключевой процедурой виртуального скрининга, основанного на знании пространственной структуры биологической мишени, является молекулярный докинг, позволяющий предсказать пространственное строение комплекса «лиганд-белок» и исходя из него при помощи оценочных функций рассчитать константу связывания лиганда с белком. В этом случае из соединений, для которых предсказаны наибольшие значения констант связывания с молекулой белка, формируют сфокусированную библиотеку, из которой отбирают материал для дальнейшего биологического эксперимента.

В качестве примера применения виртуального скрининга такого рода можно привести работу, направленную на поиск потенциальных лигандов NMDA- и AMPA-рецепторов[10].

Программы для молекулярного докинга:

  1. FlexX (http://www.biosolveit.de/FlexX/)
  2. Dock (http://dock.compbio.ucsf.edu)
  3. AutoDock (http://autodock.scripps.edu)
  4. AutoDock Vina (http://vina.scripps.edu)
  5. Surflex (http://www.biopharmics.com, www.tripos.com)
  6. Fred (http://www.eyesopen.com/products/applications/fred.html)
  7. Gold (http://www.ccdc.cam.ac.uk/products/life_sciences/gold/)
  8. PLANTS (http://www.tcd.uni-konstanz.de/research/plants.php)
  9. 3DPL (http://www.chemnavigator.com/cnc/products/3dpl.asp)
  10. Lead Finder (http://www.moltech.ru)
  11. Molegro Virtual Docker (http://www.molegro.com)
  12. ICM Pro (http://www.molsoft.com/icm_pro.html)
  13. Q-Pharm (http://www.q-pharm.com)
  14. Ligand fit, Libdock and CDocker (http://accelrys.com/services/training/life-science/StructureBasedDesignDescription.html)
  15. DockSearch (http://www.ibmc.msk.ru)
  16. eHiTS (http://www.simbiosys.ca/ehits/index.html)
  17. Glide (http://www.schrodinger.com/productpage/14/5/)


Программы для виртуального скрининга:

  1. VSDocker (http://bio.nnov.ru/projects/vsdocker2)
  2. DOVIS (http://www.bhsai.org/)

Виртуальный скрининг, основанный на знании структур лигандов[править | править исходный текст]

Существует несколько подходов к осуществлению виртуального скрининга, основанного на знании структур лигаднов.

Виртуальный скрининг, основанный на поиске фармакофоров[править | править исходный текст]

Виртуальный скрининг, основанный на поиске по молекулярному подобию[править | править исходный текст]

Виртуальный скрининг, основанный на применении моделей, полученных в результате поиска количественных соотношений «структура-свойство»[править | править исходный текст]

В этом случае виртуальный скрининг основан на процедуре прогнозирования целевого свойства (как правило, величины или вероятности проявления определенного вида биологической активности) при помощи количественных моделей «структура-свойство» (обычно с учетом их областей применимости) для всех соединений базы данных химических структур.

См. также[править | править исходный текст]

  1. Методы виртуального скрининга на сайте ИФАВ РАН

Примечания[править | править исходный текст]

  1. J. Alvarez, B. Shoichet. Virtual Screening in Drug Discovery. — CRC Press, Taylor & Francis Group, 2005. — ISBN 0-8247-5479-4
  2. G. Klebe. Virtual Screening: An Alternative to High Throughput Screening? — Kluwer Academic Publisher, 2002. — ISBN 0-792-36633-6
  3. H.-J. Bohm, G. Schneider. Virtual Screening for Bioactive Molecules. — Wiley-VCH, 2000. — ISBN 3-527-30153-4
  4. Varnek A., Tropsha, A. Chemoinformatics Approaches to Virtual Screening. — RSCPublishing, 2008. — ISBN 978-0-85404-144-2
  5. Walters WP, Stahl MT, Murcko MA (1998). «Virtual screening – an overview». Drug Discov. Today 3 (4): 160–178. DOI:10.1016/S1359-6446(97)01163-X.
  6. Eckert H, Bajorath J (2007). «Molecular similarity analysis in virtual screening: foundations, limitations and novel approaches». Drug Discov. Today 12 (5-6): 225–33. DOI:10.1016/j.drudis.2007.01.011. PMID 17331887.
  7. Willett P (2006). «Similarity-based virtual screening using 2D fingerprints». Drug Discov. Today 11 (23-24): 1046–53. DOI:10.1016/j.drudis.2006.10.005. PMID 17129822.
  8. Fara DC, Oprea TI, Prossnitz ER, Bologa CG, Edwards BS, Sklar LA (2006). «Integration of virtual and physical screening». Drug Discov. Today: Technologies 3 (4): 377–385. DOI:10.1016/j.ddtec.2006.11.003.
  9. Muegge I, Oloffa S (2006). «Advances in virtual screening». Drug Discov. Today: Technologies 3 (4): 405–411. DOI:10.1016/j.ddtec.2006.12.002.
  10. Тихонова И. Г., Баскин И. И., Палюлин В. А., Зефиров Н. С. Виртуальный скрининг баз данных органических соединений. Создание сфокусированных библиотек потенциальных лигандов NMDA- и AMPA-рецепторов // Известия Академии наук. Серия химическая. — 2004. — № 6. — С. 1282-1291.