science >> Wetenschap >  >> Fysica

Op rasters gebaseerde continue analyse van moleculair interieur voor medicijnontdekking, QSAR en QSPR

Een reeks op grids gebaseerde computertechnologieën voor in silico virtuele screening en moleculair ontwerp van nieuwe geneesmiddelen wordt voorgesteld. De technologieën zijn gebaseerd op originele CoMIn-software (Continual Molecular Interior analysis).

De rastergebaseerde analyse wordt gedaan door middel van een roosterconstructie, analoog aan vele andere op rasters gebaseerde methoden. Verdere continue opheldering van de moleculaire structuur wordt op verschillende manieren uitgevoerd:

  • In termen van intermoleculaire interacties potentialen. Dit kan worden weergegeven als een superpositie van Coulomb, Van der Waals-interacties en waterstofbruggen. Alle potentialen zijn bekende continue functies en hun waarden kunnen worden bepaald in alle roosterpunten voor een molecuul.
  • In termen van kwantumfuncties zoals elektronendichtheidsverdeling, Laplace- en Hamiltoniaanse elektronendichtheidsverdeling, potentiële energieverdeling, de hoogste bezette en de laagste onbezette moleculaire orbitalen distributie en hun superpositie.

Om de rekentijd te verminderen met behulp van kwantummethoden op basis van eerste principes, een originele quantum-vrije-orbitale benadering AlteQ wordt voorgesteld. Alle functies kunnen worden berekend met behulp van een kwantumbenadering op een voldoende theoretisch niveau en hun waarden kunnen worden bepaald in alle roosterpunten voor een molecuul.

Vervolgens, de moleculen van een dataset kunnen in het rooster worden gesuperponeerd voor de maximale coïncidentie (of minimale afwijkingen) van de potentialen (i) of de kwantumfuncties (ii). De methoden en criteria van de superpositie worden besproken. Vervolgens, er ontstaat een functionele relatie tussen biologische activiteit of eigenschap en kenmerken van potentialen (i) of functies (ii). De methoden van de kwantitatieve relatieconstructie worden besproken. Nieuwe benaderingen voor rationeel virtueel medicijnontwerp op basis van intermoleculaire potentialen en kwantumfuncties worden uitgevonden.