به گزارش بیوکمپ مرکز تخصصی ژنتیک و بیوانفورماتیک در ایران؛ دارو هر نوع ترکیب خارجی است که وارد میشود که می تواند در مسیرهای متابولیکی تغییر ایجاد کند و همچنین می تواند باعث بهبود سلامت انسان و یا حتی باعث زیان شود.
طراحی دارو :
در طراحی و توسعه دارو نوعی Small Molecule طراحی میشود که به صورت هدفمند می تواند پروتئین یا هر نوع مسیر متابولیکی را فعال و یا غیر فعال کند.
طراحی دارو
قبل از آنکه بتوانیم دارویی را طراحی کنیم نیاز داریم که سطوح مختلف مکانیسم سلول را بشناسیم که این سطوح عبارت اند از:
- Gene
- Genome
- Transcriptome
- Proteome
- ۳D Structure
- Metabolome
- Signalome
- Interactome
- Cellular Organisation
برای شناسایی مسیرهای متابولیسمی میتوان از دیتا بانک KEGG استفاده نمود.
بعد از شناسایی مسیر متابولیکی و پیدا کردن مسیر یا مولکول هدف باید به شناسایی ساختار مولکول پرداخت. به عنوان مثال اگر آنزیمی را میخواهیم مورد هدف قرار دهیم و آن را inhibit کنیم ابتدا باید ساختار آنزیم مورد مطالعه قرار گیرد و همچنین سوبسترایی که به این آنزیم متصل می شود که برای مطالعه ساختار سه بعدی و مولکول های پروتئینی از دیتا بانک PDB استفاده می نماییم.
در نتیجه باید مولکولی را طراحی کنیم که میزان affinity آن از سوبسترای آنزیم بیشتر باشد در دیتا بانک Pubchem مولکول هایی را معرفی می کند که میتوانند در جایگاه فعال آنزیم قرار گیرند که به این مولکول ها hit molecular گفته می شود.
سپس در محیط PYRX شکل های مختلف لیگاندی را که طراحی نموده ایم با جایگاه فعال آنزیم بررسی می کنیم و بهترین حالت انتخاب می شود(به این عمل Docking گفته می شود) در این مرحله affinity نیز مورد بررسی قرار می گیرد.
بعد از این مراحل باید میزان سمیت دارو را سنجید.در ویرایش مولکولی که طراحی می کنیم باید به این نکات توجه کرد که این مولکول بیش از اندازه آبدوست یا آبگریز نشود که اگر بیش از اندازه ابدوست باشد از غشاء سلول عبور نکرده و چنانچه بش از حد آبگریز باشد در خون جریان نمی یابد و رسوب می کند.
در دیتا بانک FAF Drugs 3 فیلترهایی موجود اند که با استفاده از آنها می توان این نکته پی برد که اگر وزن یا حجم مولکول زیاد یا کم باشد چه اتفاقی می افتد(سمیت مولکول مورد بررسی قرار می گیرد).
اصولا در طراحی دارو از سه محیط برای مطالعه استفاده می شود که عبارت اند از :
- In silico: در این محیط مولکول در ابزار های کامپیوتری مورد مطالعه قرار می گیرد
- In vitro: مطالعه مولکول در محیط کشت سلولی می باشد.
- In vivo: مطالعه مولکول در بدن جانوران مانند موش آزمایشگاهی صورت می گیرد.
