Keserű György Miklós (szerk.)

A gyógyszerkutatás kémiája


Dokkolás

A dokkolás lényegében a konformációs analízis egy speciális esetének tekinthető, ahol a kismolekula belső szabadsági fokainak változtatása mellett a kismolekula és a célfehérje kölcsönös térbeli helyzetét meghatározó három eltolási és három forgatási szabadsági fokot is változtatjuk. Ily módon tehát a konformációs keresés közben egyszerre változtatjuk a dokkolandó molekula alakját és a kötőhelyen elfoglalt pozícióját. A dokkolás célja a kötőkonformáció megtalálása. A dokkolás hatékonyságát a mintavételezés és a kötőkonformációk rangsorolásának együttes hatékonysága adja. A dokkolás lehetséges hibái is erre a két összetevőre vezethetők vissza, így beszélhetünk mintavételezési (sampling error) vagy rangsorolási hibákról (ranking error). A dokkolás során a ligandum kötéshosszait és szögeit, a gyűrűk, kettős és hármas kötések, valamint szimmetrikus csoportok torziós szögeit általában nem változtatjuk. A ligandum kezelésének szempontjából megkülönböztetünk merev és flexibilis dokkoló algoritmusokat. A merev dokkoló módszerek (pl. a DOCK [Kuntz és mtsai 1982] program első verziói) a ligandumoknak egyszerre csak egy adott konformációját képesek dokkolni. Mivel ez rendkívül gyors, ezért lehetőség van előre generált konformer könyvtárak szekvenciális dokkolására, és ezáltal a ligandum flexibilitásának figyelembevételére. Növelheti a hatékonyságot, hogyha több konformerből álló alkönyvtárakat egyszerre dokkolunk. A flexibilis dokkoló módszerek ezzel szemben a ligandumoknak csak egy konformerét igénylik, és a konformációk generálását a kötőhelyen végzik. Idetartoznak a stochasztikus mintavételezést alkalmazó Monte Carlo-módszeren (pl. ICM [Abagyan és mtsai 1994]) vagy genetikus algoritmuson (pl. GOLD [Jones és mtsai 1995b]) alapuló eljárások. A Monte Carlo-módszerek a ligandum véletlenszerűen kiválasztott konformereiből indulnak ki. Ezután a kötőhellyel kialakított kölcsönhatások alapján döntenek az adott konformáció megtartásáról vagy elvetéséről. A genetikus algoritmusok a ligandum lehetséges kötőkonformációit kromoszómákként kezelik, amelyek génjei egy-egy szabadsági foknak felelnek meg. A módszer az evolúció szabályai szerint választja ki a legalacsonyabb energiájú kötőkonformációkat. Alapvetően más megközelítést alkalmaznak az ún. inkrementális dokkoló eljárások (pl. FlexX [Rarey és mtsai 1996]). Itt a molekulát először fragmensekre bontjuk, majd viszonylag merev szerkezetű és specifikus kölcsönhatási pontokat tartalmazó alapfragmenseket választunk ki, amelyeket a kötőhelyre dokkolunk. Az algoritmus azonosítja a kötőhely betölthető kölcsönhatási pontjait, ezeket háromszögekként ábrázolja, és arra törekszik, hogy az alapfragmens ezek közül minél többet elfoglaljon. A következő lépésben történik az alapfragmenshez kapcsolódó flexibilis molekularészek dokkolása, és így a teljes ligandum felépítése a kötőhelyen. Az alapfragmensek illesztésének pontossága nagyban befolyásolja a molekula távolabbi részeinek helyes felépítését. Az inkrementális módszer előnye, hogy a lehetséges kötőkonformációk száma a kötőhely sztérikus feltételeinek figyelembevételével gyorsan csökken. Mivel az alapfragmens pozícionálása nagyon alapos mintavételezéssel történik, ezért az ilyen típusú dokkoló módszerek különösen alkalmasak lehetnek fragmensek és kombinatorikus könyvtárak dokkolására. Az ún. szisztematikus módszerek közé tartozik a Glide (Friesner és mtsai 2004; Halgren és mtsai 2004), amely a nagyon alapos mintavételezési eljárásból származó nagy mennyiségű konformert egy hierarchikus szűrési eljárással igyekszik leszűkíteni a legvalószínűbb kötőkonformációkra. A Glide a fehérjeszerkezetet egy rácsmodellel ábrázolja, így a dokkolás a receptor rácspontjaira előre kiszámolt kölcsönhatási felület alapján történik. A rácsfelületek számítása ugyan sokáig tart, de ezt a dokkolás során csak egyszer kell megtenni, így nagy virtuális könyvtárak gyorsabban szűrhetők.

A gyógyszerkutatás kémiája

Tartalomjegyzék


Kiadó: Akadémiai Kiadó

Online megjelenés éve: 2015

ISBN: 978 963 059 076 1

A gyógyszerkutatás értékteremtő folyamat, amit a legkülönbözőbb kémiai, biológiai és orvosi szak- és részterületek sokaságának alkalmazása jellemez. A kötet a folyamatra és annak lépéseire koncentrálva a témakör kémiai aspektusait dolgozza fel, így az Olvasók a kémikus szemével kísérhetik végig a gyógyszerkutatás folyamatát.

A könyv a szükséges gyógyszerkémiai, analitikai és fizikai kémiai, valamint eljáráskémiai ismereteket egységes formában tárgyalja, ugyanakkor rámutat azokra az informatikai, biológiai, orvosi, jogi és egyéb területekre, ahol a magasabb szintű integráció szempontjai érvényesülnek. Hazai és nemzetközi tapasztalatok szerint a gyógyszerkutatás kémiájában közel tíz év gyakorlat szükséges a kellő jártasság kialakításához. A szerzők közössége jelen kötettel kíván hozzájárulni ahhoz, hogy a szükséges ismeretek megszerzésének útja, ha jelentősen rövidebb nem is, de szemléletében egységesebb, összefüggéseiben áttekinthetőbb, eszköz- és módszerválasztásban tudatosabb lehessen.

Hivatkozás: https://mersz.hu/keseru-a-gyogyszerkutatas-kemiaja//

BibTeXEndNoteMendeleyZotero

Kivonat
fullscreenclose
printsave