Виртуальный скрининг

Виртуальный скрининг — это вычислительная процедура, которая включает автоматизированный просмотр базы данных химических соединений и отбор тех из них, для которых прогнозируется наличие желаемых свойств. Чаще всего виртуальный скрининг применяется при разработке новых лекарственных препаратов для поиска химических соединений, обладающих нужным видом биологической активности. В последнем случае процедура виртуального скрининга может быть основана либо на знании пространственного строения биологической мишени либо на знании структуры лигандов к молекуле данной биологической мишени. Виртуальному скринингу посвящён ряд монографий и обзорных статей.

Виртуальный скрининг, основанный на знании пространственной структуры биологической мишени

Молекулярный докинг

Ключевой процедурой виртуального скрининга, основанного на знании пространственной структуры биологической мишени, является молекулярный докинг, позволяющий предсказать пространственное строение комплекса «лиганд-белок» и исходя из него при помощи оценочных функций рассчитать константу связывания лиганда с белком. В этом случае из соединений, для которых предсказаны наибольшие значения констант связывания с молекулой белка, формируют сфокусированную библиотеку, из которой отбирают материал для дальнейшего биологического эксперимента.

В качестве примера применения виртуального скрининга такого рода можно привести работу, направленную на поиск потенциальных лигандов NMDA- и AMPA-рецепторов.

Программы для молекулярного докинга:

1. FlexX (http://www.biosolveit.de/FlexX/)
2. Dock (http://dock.compbio.ucsf.edu)
3. AutoDock (http://autodock.scripps.edu)
4. AutoDock Vina (http://vina.scripps.edu)
5. Surflex (http://www.biopharmics.com, www.tripos.com)
6. Fred (http://www.eyesopen.com/products/applications/fred.html)
7. Gold (http://www.ccdc.cam.ac.uk/products/life_sciences/gold/)
8. PLANTS (http://www.tcd.uni-konstanz.de/research/plants.php)
9. 3DPL (http://www.chemnavigator.com/cnc/products/3dpl.asp)
10. Lead Finder (https://web.archive.org/web/20110315203423/http://www.moltech.ru/)
11. Molegro Virtual Docker (https://web.archive.org/web/20160807163250/http://www.molegro.com/)
12. ICM Pro (http://www.molsoft.com/icm_pro.html)
13. Q-Pharm (https://web.archive.org/web/20170914125245/http://q-pharm.com/)
14. Ligand fit, Libdock and CDocker (http://accelrys.com/services/training/life-science/StructureBasedDesignDescription.html)
15. DockSearch (http://www.ibmc.msk.ru)
16. eHiTS (https://web.archive.org/web/20150908093043/http://www.simbiosys.ca/ehits/index.html)
17. Glide (https://web.archive.org/web/20130514073838/http://www.schrodinger.com/productpage/14/5/)

Программы для виртуального скрининга:

1. VSDocker (https://web.archive.org/web/20100304062102/http://www.bio.nnov.ru/projects/vsdocker2)
2. DOVIS (http://www.bhsai.org/)

Виртуальный скрининг, основанный на знании структур лигандов

Существует несколько подходов к осуществлению виртуального скрининга, основанного на знании структур лигандов.

Виртуальный скрининг, основанный на поиске фармакофоров

Виртуальный скрининг, основанный на поиске по молекулярному подобию

Виртуальный скрининг, основанный на применении моделей, полученных в результате поиска количественных соотношений «структура-свойство»

В этом случае виртуальный скрининг основан на процедуре прогнозирования целевого свойства (как правило, величины или вероятности проявления определенного вида биологической активности) при помощи количественных моделей «структура-свойство» (обычно с учётом их областей применимости) для всех соединений базы данных химических структур.

См. также

1. Методы виртуального скрининга на сайте ИФАВ РАН