共同创新:由汪胜、程建军与徐华强联合打造,颠覆性化学信息学策略揭示新型多重靶向药物特性及其潜在机制研究

2024-03-31 生活常识 关注公众号
"共同创新:由汪胜、程建军与徐华强联合打造,颠覆性化学信息学策略揭示新型多重靶向药物特性及其潜在机制研究"
中国科学家研究团队提出一种新型的化学信息学方法——FSCA(Flexible Scaffold-Based Cheminformatics Approach),该方法能够有效地设计出多药理学药物,特别是针对中枢神经系统疾病的治疗。该研究利用“弯曲”、“伸展”结合姿势分别构建了两种新型神经递质的活性调节模型,分别为IHCH-7179和5-HT1A-R受体。IHCH-7179通过抑制5-HT2A-R,显著改善小鼠的认知缺陷和精神活性症状。同时,研究人员通过分析胺能受体的结构特点,找到了两个关键基因基序:“激动剂过滤器”和“构象塑造器”,预测了新的药物目标蛋白的结构。这种设计策略有望应用于设计更多受体上的多药理学配体,为临床诊断和治疗中枢神经系统疾病提供了新的思路和方法。这一成果也充分证明了多药理学在药物设计中的重要性,有助于实现未来针对复杂中枢神经系统疾病更有效的治疗方案。
FSCA(Flexible Scaffold-Based Cheminformatics Approach):新型的化学信息学方法对中枢神经系统疾病的高效药物设计
在人类社会中,神经系统疾病对健康产生重大影响,尤其是在全球范围内,许多与神经系统相关的慢性病如帕金森病、阿尔茨海默病、多发性硬化症等成为主要问题。在这种背景下,中国科学家研究团队提出了一种新型的化学信息学方法——FSCA(Flexible Scaffold-Based Cheminformatics Approach),它以其创新的设计策略和有效的方式,成功地实现了针对中枢神经系统疾病的治疗。
FSCA是一种基于生物相容性的化学修饰技术,其基本思想是将生物大分子(例如蛋白质或核酸)通过特定的平台支架结构进行修饰和合成,从而改变其物理和化学性质。对于神经系统疾病的研究,FSCA作为一种精准的化学药物设计工具,可以发挥重要的作用。
该研究团队首先利用“弯曲”概念构建了两种新型神经递质的活性调节模型,分别为IHCH-7179和5-HT1A-R受体。IHCH-7179通过抑制5-HT2A-R受体,显著改善了小鼠的认知缺陷和精神活性症状。5-HT1A-R受体是脑部多种神经递质的主要受体之一,与多种神经退行性疾病相关,如抑郁症、焦虑症和某些精神分裂症等有直接或间接的关系。通过构建和优化功能上相互关联的二元性活性调节模型,研究者们揭示了调控5-HT1A-R受体稳定性和活动性的一系列关键基因组特性,包括兴奋型转录因子家族(PDKs)、芳香化酶家族(NFKs)以及NMDA受体家族等。
在理论基础上,研究者进一步探索了潜在的新药物靶点。他们发现两个关键基因基序:“激动剂过滤器”和“构象塑造器”。激动剂过滤器是一类通过调节特定RNA分子来控制蛋白质翻译的过程中的选择性剪接酶,具有高度特异性,可以在同一分子上插入多个氨基酸序列。通过构建和优化这两个基因组结构域,并预测其可能作为新药物目标蛋白的结构,研究者们揭示了这两种核心调控机制如何在神经递质的生理功能中发挥重要作用。
这为开发新的神经递质受体及其相应的多药理学配体提供了重要的理论依据。这些受体结构的精确设计和结构解析,不仅涉及蛋白质结构的信息学研究,还涉及到一系列生物学反应,如信号转导、突触连接、神经传递等过程。因此,通过对这些关键基因的精细调控,研究人员们期望能够在后续的药物设计过程中,将这些复杂的生物信号通路具象化,进而设计出更为针对性强且效果更好的药物。
此外,FSCA还具有其他显著的优势,比如灵活性高、设计空间广阔、可重复性强、适应性强等。由于神经递质的作用模式具有多样性,即通过不同的蛋白质修饰触发不同的生理反应,FSCA设计策略能够针对不同类型的神经递质和其对应的靶标进行特异性的设计和优化,从而增强药物的有效性和安全性。此外,通过利用生物大分子折叠和组装的动态行为,FSCA设计能够模拟神经递质在细胞内的正常分布和相互作用,从而更好地理解并预测药物的行为特性,为实际药物研发提供科学指导。
总的来说,FSCA(Flexible Scaffold-Based Cheminformatics Approach)作为一种新型的化学信息学方法,以独特的视角和创新的设计策略,在神经递质活性调节模型的构建和药物设计方面取得了突破性进展。这一成果的出现,无疑为中枢神经系统疾病的药物治疗带来了新的可能性和策略,标志着多药理学在药物设计领域的重大突破,也为未来的药物研发工作奠定了坚实的基础。在强调药物个性化和精准治疗的时代背景下,这种基于生物相互性的新型化学信息学方法必将在未来的发展中扮演越来越重要的角色。

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