Создание нового лекарственного препарата базируется на анализе известной информации о механизмах возникновения заболевания, молекулярных мишенях и лигандах, взаимодействие которых с определёнными мишенями может оказать терапевтический эффект. Имеющиеся сведения о болезнях, лекарствах, фармакологических эффектах, молекулярных мишенях и лекарственно-подобных веществах с учётом комбинаторики ассоциативных связей между ними соответствуют категории “Больших данных” (Big Data), анализ которых требует применения методов компьютерного конструирования лекарств. Данный обзор обобщает работы коллектива лаборатории структурно-функционального конструирования лекарств Научно-исследовательского института биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича в этой области. Нами разработаны подходы к идентификации перспективных фармакологических мишеней, предсказанию одновременно многих тысяч видов биологической активности по структурной формуле соединения, анализу белок-лигандных взаимодействий на основе оценки локального сходства аминокислотных последовательностей, выявлению вероятных молекулярных механизмов побочного действия лекарственных препаратов, расчёту интегральной токсичности лекарственных соединений с учётом их метаболизма в организме человека, предсказанию устойчивых и чувствительных вариантов штаммов и оценке эффективности комбинаций антиретровирусных препаратов у пациентов с учётом молекулярно-генетических особенностей клинических изолятов ВИЧ-1. Разработанные нами методы реализованы в виде свободно-доступных в сети Интернет веб-сервисов, которые используются тысячами исследователей из многих стран мира с целью отбора наиболее перспективных веществ для синтеза и определения приоритетных направлений экспериментального тестирования их биологической активности.
Загрузить PDF:
Ключевые слова: химико-биологические взаимодействия, биоинформатика, хемоинформатика, дизайн лекарств на основе структуры лигандов, системная фармакология
Дополнительные материалы:
Цитирование:
Поройков В.В. (2020) Компьютерное конструирование лекарств: от поиска новых фармакологических веществ до системной фармакологии. Биомедицинская химия, 66(1), 30-41.
и др. Компьютерное конструирование лекарств: от поиска новых фармакологических веществ до системной фармакологии // Биомедицинская химия. - 2020. - Т. 66. -N 1. - С. 30-41.
и др., "Компьютерное конструирование лекарств: от поиска новых фармакологических веществ до системной фармакологии." Биомедицинская химия 66.1 (2020): 30-41.
Поройков, В. В. (2020). Компьютерное конструирование лекарств: от поиска новых фармакологических веществ до системной фармакологии. Биомедицинская химия, 66(1), 30-41.
Переводная версия в журнале «Biomedical Chemistry (Moscow) Supplement Series B»:10.1134/S1990750820030117
Список литературы
Hopkins A.L. (2008) in: The Practice in Medicinal Chemistry, fourth edition (Wermuth C.G., Aldous D., Raboisson P., Rognan D., eds.) Elsevier (Academic Press), Amsterdam a. o., p. 405. Scholar google search
Поройков В.В. (2019) В кн.: Промышленная фармация. Путь создания продукта (Хохлов А.Л., Пятигорская Н.В., ред.). Из-во РАН, Москва, сс. 44-86. Scholar google search
ICD-11. Retrieved January, 2020, from https://icd.who.int/browse11/l-m/en. Scholar google search
Classification of diseases. Retrieved January, 2020, from https://www.britannica.com/science/human-disease/ Classifications-of-diseases. Scholar google search
Polishchuk P.G., Madzhidov T.I., Varnek A. (2013) J. Comput. Aided Mol. Des., 27(8), 675-679. CrossRef Scholar google search
Филимонов Д.А., Поройков В.В., Глориозова Т.А., Лагунин А.А. (2006) Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ PASS №2006613275 от 15.09.2006 г., Москва, Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам. Scholar google search
Буров Ю.В., Корольченко Л.В., Поройков В.В. (1990) Бюлл. Всесоюзн. научн. центра по безопасн. биол. активн. веществ, № 1, 4-25. Scholar google search
Filimonov D.A., Druzhilovskiy D.S., Lagunin A.A., Gloriozova T.A., Rudik A.V., Dmitriev A.V., Pogodin P.V., Poroikov V.V. (2018) Biomedical Chemistry: Research and Methods, 1(1), e00004. CrossRef Scholar google search
Лагунин А.А., Поройков В.В., Филимонов Д.А., Глориозова Т.А. (2006) Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ PharmaExpert №2006613590 от 16.10.2006 г., Москва, Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам. Scholar google search
Захаров А.В., Филимонов Д.А., Лагунин А.А., Поройков В.В. (2006) Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ GUSAR (General Unrestricted Structure Activity Relationships) №2006613591 от 16.10.2006 г., Москва, Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам. Scholar google search
Koborova O.N., Filimonov D.A., Zakharov A.V., Lagunin A.A., Ivanov S.M., Kel A., Poroikov V.V. (2009) SAR QSAR Environ. Res., 20(7-8), 755-766. CrossRef Scholar google search
Коборова О.Н., Филимонов Д.А., Кель А.Э., Поройков В.В. (2011) Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ NetFlowEx №2011617330 от 21.09.2011 г. Москва: Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам. Scholar google search
Иванов С.М., Филимонов Д.А., Лагунин А.А., Поройков В.В. (2014) Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ Net2Target №2014660877 от 17.10.2014 г. Москва: Федеральная служба по интеллектуальной собственности. Scholar google search
Коборова О.Н., Филимонов Д.А., Захаров А.В., Лагунин А.А., Кель А., Колпаков Ф., Кондрахин Ю.В, Шарипов Р., Поройков В.В. (2009) Информ. вестн. ВОГиС, 13(1), 201-207. Scholar google search
ChemNavigator. Retrieved January, 2020, from www.chemnavigator.com. Scholar google search
White R.E. (2012) in: Encyclopedia of Drug Metabolism and Interactions. Vol. 1. (Lyubimov A.V., ed.) Wiley, Weinheim a.o., p.p. 3-42. Scholar google search
Dmitriev A., Rudik A., Filimonov D., Lagunin A., Pogodin P., Dubovskaja V., Bezhentsev V., Ivanov S., Druzhilovsky D., Tarasova O., Poroikov V. (2017) Pure Appl. Chem., 89(10), 1449-1458. CrossRef Scholar google search
Tarasova O., Filimonov D., Poroikov V. (2016) J. Bioinform. Comput. Biol., 15(2), 1650040 1 14. CrossRef Scholar google search
Tarasova O., Biziukova N., Kireev D., Lagunin A., Ivanov S., Filimonov D., Poroikov V. (2020) Int. J. Mol. Sc., 21(3), 748. CrossRef Scholar google search
MICF. Retrieved January, 2020, from http://www.way2drug.com/micF/. Scholar google search
Иванов А.С., Поройков В.В., Арчаков А.И. (2003) Вестник РНИМУ, №4(30), 19-23. Scholar google search
Liu E.T., Lauffenburger D.A. (eds.) (2009) Systems Biomedicine. Concepts and Perspectives. Elsevier, Amsterdam et al., 448 p. Scholar google search
Mager D.E., Kimko H.H.C. (eds.) (2016) Systems Pharmacology and Pharmacodynamics. Springer, Basel et al., 511 p. CrossRef Scholar google search
von Eichborn J., Murgueitio M.S., Dunkel M., Koerner S., Bourne P.E., Preissner R. (2011) Nucl. Acids Res., 39(Database issue), D1060-D1066. CrossRef Scholar google search
Huang R., Southall N., Wang Y., Yasgar A., Shinn P., Jadhav A., Nguyen D.-T., Austin C.P. (2011) Sci. Transl. Med., 3(80), 80ps16. CrossRef Scholar google search
Santos R., Ursu O., Gaulton A., Bento A.P., Donadi R.S., Bologa C.G., Karlsson A., Al-Lazikani B., Hersey A., Oprea T.I., Overington J.P. (2017) Nat. Rev. Drug Discov., 16(1), 19-34. CrossRef Scholar google search
Nguyen D.T., Mathias S., Bologa C., Brunak S., Fernandez N., Gaulton A., Hersey A., Holmes J., Jensen L.J., Karlsson A., Liu G., Ma'ayan A., Mandava G., Mani S., Mehta S., Overington J., Patel J., Rouillard A.D., Schürer S., Sheils T., Simeonov A., Sklar L.A., Southall N., Ursu O., Vidovic D., Waller A., Yang J., Jadhav A., Oprea T.I., Guha R. (2017) Nucl. Acids Res., 45(D1), D995-D1002. CrossRef Scholar google search
Carvalho-Silva D., Pierleoni A., Pignatelli M., Ong C.K., Fumis L., Karamanis N., Carmona M., Faulconbridge A., Hercules A., McAuley E., Miranda A., Peat G., Spitzer M., Barrett J., Hulcoop D.G., Papa E., Koscielny G., Dunham I. (2019) Nucl. Acids Res., 47(D1), D1056-D1065. CrossRef Scholar google search
Ursu O., Holmes J., Bologa C.G., Yang J.J., Mathias S.L., Stathias V., Nguyen D.T., Schürer S., Oprea T. (2019) Nucl. Acids Res., 47(D1), D963-D970. CrossRef Scholar google search
