通过使用深度生成化学,重新生成多目标化合物
Brenton P Munson1,2, Michael Chen1, Audrey Bogosian1
1Division of Human Genomics and Precision Medicine, Department of Medicine, University of California San Diego, La Jolla, CA, 92093, USA.
我们开发了 POLYGON,一种生成强化学习方法,用于设计抑制多个蛋白质标的新型多药学药物. 这种方法成功地产生了具有高精度和合成化合物的候选药物,这些化合物对MEK1和mTOR蛋白具有显著活性.
科学领域:
- 计算化学是一种计算化学.
- 药物发现 药物发现
- 医学中的人工智能
背景情况:
- 多药理学药物,抑制多种蛋白质,提供治疗优势,但设计具有挑战性.
- 目前的药物设计方法往往集中在单一的目标上,限制了多药理学的潜力.
研究的目的:
- 开发一种新的计算方法来设计多药学药物.
- 产生具有预测的多目标抑制,药物相似性和合成可访问性的de novo分子结构.
主要方法:
- 开发了POLYGON,这是一个用于探索化学空间的生成强化学习框架.
- 训练有素的POLYGON使用超过10万种化合物的结合数据来预测多药物相互作用.
- 产生的新型化合物向具有记录的相互依赖性的蛋白质对.
主要成果:
- 从现有的约束性数据中,POLYGON在识别多药物相互作用方面实现了82.5%的准确性.
- 对接分析证实,生成的化合物与具有有利的自由能量和与已知的抑制剂相似的方向的双重目标结合.
- 合成了32种针对MEK1和mTOR的化合物,其中大多数在1-10μM度下显示蛋白质活性和细胞活力减少了50%以上.
结论:
- 以POLYGON为例的生成建模显示了加速设计有效的多药物药物的巨大潜力.
- 合成的MEK1/mTOR抑制剂证明了计算机设计的多药物剂的实际效用.
- 这项工作为更有效地开发多目标疗法铺平了道路.
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