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藥物篩選 AI 算法 "凌越" 挑戰(zhàn)賽
開賽啦!!!
大賽所用化合物庫(kù)均由 MCE 獨(dú)'家提供！
MCE MegaUni 庫(kù)是運(yùn)用生成式人工智能技術(shù)，構(gòu)建出的兼具新穎性、類藥性、多樣性、可合成性的超大化合物庫(kù)，包含以前未被發(fā)掘的化合物結(jié)構(gòu)，幫助研究人員尋找到更有效、更具選擇性的新藥目標(biāo)。
1800 萬(wàn)個(gè)化合物數(shù)據(jù)資源如下(化合物庫(kù)應(yīng)賽事要求有調(diào)整)：
庫(kù)① MCE 生物活性庫(kù) ，約 1.5 萬(wàn)個(gè)分子;
庫(kù)② 商業(yè)現(xiàn)貨高通量篩選庫(kù) ，約 800 萬(wàn)個(gè)分子;
庫(kù)③ MCE MegaUni 庫(kù) ，約 1000 萬(wàn)個(gè)分子，絕大多數(shù)為未經(jīng)報(bào)道的新結(jié)構(gòu)分子。
2023屆藥物篩選AI算法“凌越"挑戰(zhàn)賽是在上海市科委的指導(dǎo)下，由上海市生物醫(yī)藥科技發(fā)展中心發(fā)起舉辦的首屆上海國(guó)際計(jì)算生物學(xué)創(chuàng)新大賽。
大賽以 NMDA (N-methyl-D-aspartate，N-甲基-D-天冬氨酸) 受體靶點(diǎn)進(jìn)行藥物虛擬篩選，即日起至 2024 年 2 月 29 日均可報(bào)名參賽，截至發(fā)稿前，大賽已有 72 支團(tuán)隊(duì)報(bào)名參加。歡迎所有具有創(chuàng)新能力的企業(yè)或者個(gè)人報(bào)名參賽，不限地域，每支參賽團(tuán)隊(duì)限定 1-5 人，參賽最高獎(jiǎng)勵(lì)達(dá) 10 萬(wàn)元！快快快，叫上你的小伙伴一起來(lái)參賽吧~
盡管全球庫(kù)存化合物的數(shù)量 (現(xiàn)在約為 1,900 萬(wàn)) 每年僅增長(zhǎng)百分之幾，但按需定制化合物數(shù)量幾乎呈指數(shù)增長(zhǎng)，目前按需定制化合物的需求量已經(jīng)增長(zhǎng)至數(shù)百億個(gè)分子，數(shù)年后將達(dá)到 1011- 1012 數(shù)量級(jí) (圖 1A)。如果能夠針對(duì)化學(xué)空間進(jìn)行有效的挖掘必定能夠發(fā)現(xiàn)更多有價(jià)值的藥物。預(yù)知到其中蘊(yùn)藏的巨大前景，MCE 基于經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的化學(xué)反應(yīng)規(guī)則和高質(zhì)量的 4 萬(wàn)余種庫(kù)存分子砌塊，依托強(qiáng)大的計(jì)算能力，選擇合適的反應(yīng)方案后 (圖 1B)，構(gòu)建了具有 4 千多萬(wàn)個(gè)分子的虛擬組合化合物庫(kù)。
圖 1. 組合化學(xué)探索無(wú)限化學(xué)空間[1][2]。
A. 按需定制化合物增長(zhǎng)需求量 (NPMI 分析); B. 虛擬組合化合物庫(kù)反應(yīng)規(guī)則舉例。
具備類藥性的化合物不一定能成為藥物，但是在理化性質(zhì)上具備成為藥物的可能性。MCE 計(jì)算化學(xué)團(tuán)隊(duì)充分考慮化合物的類藥性，剔除了虛擬組合化合物庫(kù)中所有不符合“Lipinski"五原則 (MW<500 g/mol、HBD<5、HBA<10、LogP<5、RB<10、PSA<140 ?) 的分子。除此之外，庫(kù)中分子經(jīng)進(jìn)一步過(guò)濾篩選(MedChem/REOS Filter)，剔除了不合適的化學(xué)結(jié)構(gòu) (如泛測(cè)定干擾/PAINS 化合物)，避免“目標(biāo)錯(cuò)誤"。
化合物庫(kù)的分子結(jié)構(gòu)多樣性是實(shí)現(xiàn)其生物活性多樣性的基礎(chǔ)，MCE 計(jì)算化學(xué)團(tuán)隊(duì)詳細(xì)分析了虛擬組合化合物庫(kù)的 BMS 骨架及谷本相似度，優(yōu)選分子組成虛擬類藥多樣庫(kù)。最后，化學(xué)合成團(tuán)隊(duì)基于一鍋法平行反應(yīng)對(duì)庫(kù)中分子進(jìn)行合成驗(yàn)證。舍棄低效的反應(yīng)方案后，計(jì)算化學(xué)團(tuán)隊(duì)對(duì)虛擬類藥多樣庫(kù)進(jìn)行迭代優(yōu)化，最終得到了可以滿足 85% 以上可合成性 (SAscore<6) 的 1,000 萬(wàn)虛擬類藥多樣庫(kù) (HY-L912V)。庫(kù)中分子預(yù)測(cè) 1-2 步化學(xué)反應(yīng)即可獲得，適于高通量合成，大型虛擬篩選/AI 篩選利器！優(yōu)中擇優(yōu)的 5 萬(wàn)虛擬類藥多樣庫(kù) (HY-L910V) ，具有 4.67 萬(wàn)種 BMS 骨架，廣泛的化學(xué)空間，將呈現(xiàn)多樣性的生物學(xué)效應(yīng)。
圖 2. MCE MegaUni 類藥多樣庫(kù)建庫(kù)流程。
注：進(jìn)一步了解活動(dòng)詳情等信息，直接聯(lián)系 MCE 的銷售人員，我們等你哦
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[1] Irwin, John J, et al. ZINC20-A Free Ultralarge-Scale Chemical Database for Ligand Discovery. J Chem Inf Model. 2020 Dec 28;60(12):6065-6073.
[2] Hoffmann T, Gastreich M. The next level in chemical space navigation: going far beyond enumerable compound libraries. Drug Discov Today. 2019 May;24(5):1148-1156.
[3] Nazarova AL, Katritch V. It all clicks together: In silico drug discovery becoming mainstream. Clin Transl Med. 2022 Apr;12(4):e766.
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