Forskare från North Carolina State University har skapat det största allmänt tillgängliga virtuella biblioteket med makrolidställningar. Biblioteket - kallat V1M - innehåller kemiska strukturer och beräknade egenskaper för 1 miljon makrolidställningar med potential att användas som antibiotika eller cancerläkemedel.

"Som kemister, vi kan bara titta på en liten del av det verkliga kemiska universum, "säger Denis Fourches, biträdande professor i kemi vid NC State och motsvarande författare till ett papper som beskriver arbetet. "Om vi ​​försökte syntetisera och testa alla möjliga individuella kemikalier av intresse, det tar alldeles för mycket tid och blir för dyrt. Så vi måste använda datorer för att utforska de okända delarna av det kemiska rummet. "

Ett sätt som kemister använder datorer är genom att använda dem för att räkna upp, eller praktiskt taget generera, nya molekyler och jämför deras förutsagda egenskaper med befintliga läkemedel. Detta i silikoscreeningsprocessen identifierar snabbt och billigt föreningar med önskvärda egenskaper som experimentella kemister sedan kan syntetisera och testa.

Makrolider är en familj av kemikalier som främst används som antibiotika och läkemedel mot cancer. Deras unika ringstruktur gör det möjligt för dem att binda sig till svåra proteinmål. Några av dem anses vara sista läkemedel, särskilt för läkemedelsresistenta bakterier.

"Makrolider är naturliga produkter, "Fourches säger." Dessa kemikalier produceras av bakterier som ett sätt att döda andra bakterier. Men det tar 20 till 25 kemiska steg för att syntetisera dessa mycket komplexa föreningar, vilket är en tidskrävande och dyr process. Så om du vill hitta nya föreningar, datasimulering är det överlägset snabbaste sättet att göra det. "

Fourches och hans kollegor skapade ett datorprogram som heter PKS Enumerator, som genererar mycket stora bibliotek med virtuella kemiska analoger av makrolidläkemedel. Programvaran använder kemiska byggstenar extraherade från en uppsättning av 18 kända bioaktiva makrolider, bryta ner var och en i sina kemiska komponenter, och sedan byta om dem för att skapa nya föreningar enligt en rad regler och användarbegränsningar. Det resulterande biblioteket med nya makrolider - V1M - klassificerar de nya föreningarna efter storlek, vikt, topologi och vätebindningsgivare och acceptorer.

"Vi ville skapa ett virtuellt bibliotek med helt nya kemikalier som ingen förmodligen någonsin har syntetiserat, men dessa föreningar behövde fortfarande vara tillräckligt lika kända makrolidläkemedel för att göra detta bibliotek relevant för forskarsamhället, "Fourches säger." V1M är det första offentliga biblioteket för dessa nya makrolider, som alla är kemiskt lik de 18 kända bioaktiva makroliderna vi analyserade. Förhoppningsvis kan andra forskare använda biblioteket för att ytterligare screena och identifiera några föreningar som kan vara användbara vid upptäckt av läkemedel. "