Самый быстрый метод квантовых расчетов в фармации
Компания Fujitsu Limited (www.fujitsu.com) и медицинский факультет университета Tokai (Япония) объявили 10 ноября об успешной проверке нового вычислительного метода для расчета квантовых взаимодействий при конструировании молекул лекарств. Его правильность была подтверждена проверкой биологической активности некоторых лекарств против СПИДа. Подобные компьютерные эксперименты могут радикально уменьшить количество экспериментов на животных, а также заменить обычные лабораторные тесты. Новый метод локального самосогласованного поля (Local Self-Consistent Field - Local SCF), разработанный Fujitsu, в настоящее время является самым быстрым способом квантовых расчетов свойств молекул.
Новый подход к разработке лекарств
Многие заболевания тесно связаны с аномальным поведением некоторых белков. Обычно лекарства связываются с соответствующими белками и изменяют их действие, что в конце концов и приводит к излечению. А поскольку эти белки являются мишенью для лекарств, они называются целевыми молекулами. Процесс создания лекарств состоит в том, чтобы сконструировать молекулу, которая лучше всего выполняет свою роль, связываясь с целевой молекулой.
Обычно создание нового лекарства представляет собой длительный процесс, требующий большого объема ресурсов в виде тканей, клеток и подопытных животных.
Для эффективной разработки новых лекарственных средств используются различные методы молекулярной механики и молекулярной динамики.
Однако, несмотря на то что оба этих известных метода имеют приемлемые уровень точности и времени вычислений, они базируются на классической механике. Методы же молекулярных орбит (MO) базируются на квантовой механике и принципиально превосходят классические методы. С другой стороны, они требуют огромных объемов вычислений, особенно при расчетах больших белковых молекул, и соответственно времени, поэтому их использование при создании лекарств и в других областях биологической науки в течение длительного времен оставалось проблематичным.
Новый метод вычислений, разработанный Fujitsu, не только помогает исследователям находить субстанции для связывания с целевыми молекулами, но и оценивать силу этого взаимодействия с молекулами - кандидатами в лекарства.
Проверка метода
Метод локального самосогласованного поля был проверен на протеазе вируса иммунодефицита HIV-1 - целевой молекуле для разработки лекарств против СПИДа. Лекарства, которые в достаточной степени блокируют функции протеазы вируса HIV-1, могут применяться для лечения СПИДа, и некоторые из них в настоящее время успешно используются в медицинской практике. Fujitsu и университет Tokai при помощи метода Local SCF показали, каким образом эти ингибиторы связываются с протеазой HIV-1, причем вычисления были сделаны за разумное время.
Иными словами, разработчики продемонстрировали, что новый метод молекулярных орбит может стать реальным инструментом при создании лекарств.
