虚拟筛选(Virtual Screening, VS)是现代生物医疗领域新药研发过程中不可或缺的核心技术。借助计算机的模拟能力,VS旨在从庞大的化合物数据库中识别潜在的活性分子,从而加速药物发现的进程。
工作原理
虚拟筛选主要依赖两种策略:第一种是基于靶标生物大分子(例如蛋白质)的三维结构,模拟化合物与靶标结合位点之间的相互作用;第二种是通过已知活性分子的定量构效关系(QSAR)模型,基于化合物结构特征与生物活性之间的数学关系进行预测。这两种策略的关键在于运用评分函数评估和比较化合物与靶标的结合能力或符合预期活性的程度,从而为候选化合物进行排序。
虚拟筛选的分类
根据信息依赖的差异,虚拟筛选可分为两类:基于结构的虚拟筛选(Structure-Based Virtual Screening, SBVS)和基于配体的虚拟筛选(Ligand-Based Virtual Screening, LBVS)。SBVS主要依赖靶标蛋白的三维结构进行分子对接和分子动力学模拟,以预测化合物与蛋白的结合模式和亲和力。相对而言,LBVS在没有靶标结构的情况下,基于已知活性化合物的结构特征进行潜在活性分子的预测,常用方法包括QSAR、药效团建模以及相似性搜索等。
虚拟筛选流程
虚拟筛选的典型流程包括以下几个关键步骤:
- 靶标选择与结构准备:明确研究靶点并获取其三维结构,随后进行优化。
- 化合物库构建与处理:选择合适的化合物数据库并进行数据预处理。
- 虚拟筛选策略选择:根据靶标结构的可用性,选用SBVS或LBVS方法。
- 分子对接与评分:使用对接软件进行分子对接并计算结合能。
- 结果排序与分析:根据评分结果对化合物进行排序,并结合可视化工具分析关键相互作用。
- 命中化合物选择与实验验证:挑选高排名化合物进行实验验证活性和选择性。
MCE虚拟筛选服务
人生就是博-尊龙凯时提供包括靶点调研、分子化合物库的制备、分子对接筛选及药效团建模等全面的虚拟筛选服务。我们具备高性能的计算机服务器、丰富的数据库资源(包含1600万+可购买化合物)、专业的分子模拟和药物设计团队,以及严格的数据隐私管理,确保为客户提供具有竞争力的价格优势。
项目报告内容
通常,项目报告将提供筛选过程中前200名化合物的结构式及相关信息,并附上综合排名前5名化合物与靶蛋白的对接模式图。同时,将生成包含靶蛋白背景调研、筛选流程及优选化合物对接模式分析的PDF报告。
技术应用与未来展望
虚拟筛选广泛应用于多个药物研发领域,包括小分子药物发现、抗体模拟物筛选、天然产物活性成分挖掘与老药新用等。随着海量数据与智能计算的结合,虚拟筛选正在重构药物研发的范式,显著缩短从靶点识别到候选分子发现的时间周期。无论是小分子、新型多肽还是复杂的生物大分子,虚拟筛选展现出强大的应用潜力。掌握这一技术,将成为药物化学家和计算生物学家推动创新药物研发的重要能力。