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化学生物信息学方法在医药研究中的应用

2019-06-01韦默池潘晓捷

智富时代 2019年4期
关键词:应用方法

韦默池 潘晓捷

【摘 要】化学生物信息学属于综合性较强学科,囊括信息技术、生命科学、数学算法、化学知识、生物科学等内容,通过建立模型,针对化学生物信息进行分析,挖掘相关数据潜在应用价值,分析数据资源中的隐含意义,为此化学生物信息学方法可以针对各类信息进行搜集、分析、处理、应用,为探索全新药物疗效及作用奠定基础。本文通过分析化学生物信息学方法在医药研究中的应用方略,以期推动生物制药产业稳健发展。

【关键词】化学生物信息学;方法;医药研究;应用

在医药研究中对化学信息、生物信息的需求较大,一旦相关信息搜集不及时,分析不到位,整合不全面,将直接影响医药研究成效,加之立足大数据时代,化学生物信息是医药研究重要资源之一,从某方面来讲掌握足够多的化学生物信息,就能够探寻行业发展先机,其中化学生物信息学方法就是探寻相关数据资源潜在应用价值必要手段,如何应用相关方法成为人们需要思考与解决的问题之一,基于此为有效助力医药行业良性发展,分析化学生物信息学方法在医药研究中的应用方略显得尤为重要。

一、探寻全新药物作用靶点

当前全新药物研究可粗略分为两个阶段:一是早期阶段,囊括靶位识别、靶位证实、先导化合物识别、先导化合物优化等;二是后期阶段,囊括临床前评价、临床评价等,经研究合格后全新药物随即投入市场。化学生物信息学方法在全新药物作用靶点上的应用,可削减全新藥物研究与推广周期,具体可从以下几个方面进行分析:一是靶位特征,如针对蛋白质家族进行亚分类、分类;二是靶位理解,如针对物质在细胞环境、生化环境中的行为进行解析;三是靶位发展,如针对重摄取、摄取解读、预测、病人及基因多态性进行分类,使全新药物作用研究更加深入全面,体现化学生物信息学方法在医药研究中的应用价值。

二、发现并优化先导化合物

在先导化合物内发现许多精力被预期药物活性分析优化,可以预测化合物毒理学、动力学,同时毒理学、药物代谢动力学还能影响大规模基因数据在DNA微点阵技术上的分析与表达,例如某类新化合物能在诱导特殊表达前提下预测毒性化合物模式,此种预测能有效提升组合化学应用效率,为提高新药品研发成功几率创造条件。在先导化合物发现并优化情况下,化学生物信息学方法基因数据综合利用起到极大作用,通过间接药物设计、直接药物设计,助力先导化合物发现与优化,该方法的应用能为用户提供若干生物大分子结构信息、序列,同时开发利用分子模拟数据库,如PIR、BLOCKS、EMBL等,还可在LUDI、GCG等算法软件加持下提高先导化合物优化质量及发现速度。

三、为药物临床药学研究创造条件

化学生物信息学方法对于先导化合物的优化与发现作用较大,还能为药物临床药学研究创造条件,主要源于药物基因组学、单核苷酸多态性、药物遗传学属于化学生物信息学方法之一,可以在药物临床药学研究中发挥积极效用。基于药物临床研究耗资较大,无论研究设计方案制定的如何精细,都无能确保特定药物与病人病情极为吻合,且无法保障研究数据整合及时有效,研究信息缺位现象较为常见,影响药物临床药学研究成效,基于此需应用化学生物信息学方法,根据基因组水平针对病人群体进行划分,削减新药研发临床适配时间,达到节约药物临床药学研究成本的目的。酶在人体中较为常见,如唾液酶、消化酶等,负责人体内化学物质的处理,酶的活性与编码酶基因息息相关,为此就算多个病人服用相同药物,也会因酶基因的差异性显现出区别,使药物疗效相去甚远。药物疗效区别主要表现在药物过分代谢或代谢率过低层面,通过应用化学生物信息学方法可以针对患病群体进行区分,继而为病人选择最佳药物进行研究,提高药物临床试验效率。

四、在中药研究中的应用

我国中药研究历史虽然较为悠久,但国际医药主流市场上仍没有中药的身影,主要源于中药理论未能被国际医药市场所接纳,无法与现代医学理念并轨发展,为此可以应用化学生物信息学方法,通过分离、筛选人类基因组计划,探寻疾病产品内因及致病基因,以“中药分子机制”为研究目标,拓宽中药药理研究模式,在化学生物信息学方法加持下应用蛋白质组、基因芯片等分析技术,针对中药复方对蛋白表达谱、细胞基因表达谱影响进行分析,建立蛋白组学、基因芯片、生物信息学及相关中药研究技术平台,借助该平台将中药多靶点、多组分、多渠道作用与蛋白表达及基因关联在一起,通过对比表达差异普明确蛋白表达靶点、基因与不同配伍组方的关系,根据表达水平及器官特异性,将中药复方君臣佐使原理与用药剂量关联在一起,根据蛋白靶点、对应基因与中药复方配伍相互作用,得出中药复方研究结果,阐明中药作用、内存配伍规律、物质基础,为中药研究走向世界奠定基础。

五、结束语

综上所述,当前化学生物信息学方法可以在探索全新药物作用靶点、发现并优化先导化合物、中药研究等领域应用,同时可以为药物临床药学研究创造条件,并在基因组药物基因序列数据研究中得以有效应用,使医药研究更具实效性、科学性、发展性,在化学生物信息学方法加持下,将药理学、医学、生物化学及组合化学库关联在一起,继而为我国医药研究创造便利条件。

【参考文献】

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