开发药物设计"隐形钥匙"技术的土耳其科学家的研究为加速药物开发过程提供了关键机遇
土耳其科学家公布了一项计算技术突破，该技术通过靶向病毒和致病蛋白的"控制室"，有望显著加速药物研发进程。
这项新研究挑战了传统制药研究的高成本和漫长周期，提供了一种数据驱动的途径，可能简化疗法的设计和测试过程。该研究由伊斯坦布尔技术大学化学与冶金工程学院副教授奥兹格·库尔库乔卢及其学生梅尔夫·于杰进行，已发表在《蛋白质》期刊上，其提供的数据将在健康技术和药理学领域产生广泛影响。
在SARS-CoV-2主蛋白酶（Mpro）上进行的测试表明，新开发的计算网络模型有望大幅缩短药物设计的早期阶段——时间往往是这一阶段最关键的因素。
寻找隧道而非强行破门
要理解这项新技术的工作原理，我们可以将人体内的致病蛋白比作一个高安全性的复杂银行金库。
传统药物通常试图通过强行打开金库大门或卡住锁具来进入内部。然而，这种方法有时也会损坏金库所在的建筑（健康细胞）。
但这项新兴研究使用了蛋白质的数字建筑蓝图（网络模型）。它不与金库大门纠缠，而是在建筑的偏远角落找到一个隐藏的电灯开关（别构位点）。当这个开关被拨动时，金库的电源被切断，系统随之崩溃。
"残基相互作用网络"（RIN）模型能在几秒钟内精确绘制出这些隐藏开关的位置以及电线（信号通信）穿过的墙壁。
解码"生命第二秘密"
如果DNA被视为生命的字母表，别构效应则可被描述为其语法。这一概念被诺贝尔奖得主雅克·莫诺称为"生命第二秘密"，它解释了蛋白质如何像智能分子开关一样改变形状来调控生物过程。
土耳其科学家正专注于"生命第二秘密"。在全球制药行业中，通过实验室实验识别别构区域通常成本高昂且劳动密集。
然而，土耳其团队开发的计算模型提供了一种经济高效的解决方案，消除了这些费用。
这些研究始于库尔库乔卢在博斯普鲁斯大学的博士学习期间，通过在伊斯坦布尔技术大学实验室进行的工作，现已达到对制药行业至关重要的阶段。
对SARS-CoV-2 Mpro数据集的性能分析突显了该模型的全球相关性。所开发的RIN框架以89.2%的准确率成功识别已知药物结合位点。该模型的特异性为89.7%，敏感性达到了80.0%的高精度水平。
研究中使用的多尺度粗粒度各向异性网络模型（mcgANM）还可以预测药物（配体）结合后蛋白质结构将发生的结构变化。
下一代治疗方案的路线图
除了定位疾病相关靶点外，该研究还将蛋白质结构划分为动态域，揭示了生物机器的组件如何组织和相互作用。
该模型解读"别构通信信号"的能力可能在设计选择性更高、副作用更少的药物中发挥关键作用。
研究中展示的计算效率在诸如COVID-19大流行等全球卫生紧急情况下可能特别有价值，在这些情况下，加速药物发现时间表可能成为应对新兴危机的最有力工具之一。
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