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分子動力學模擬在制藥行業(yè)的應用

來源：時間：2024-06-27 11:08:38 瀏覽：3112次

引言

制藥行業(yè)致力于開發(fā)新藥物以治療各種疾病。分子動力學模擬作為一種強大的計算工具，能夠在原子層面上模擬藥物分子的行為，為藥物設計、篩選和優(yōu)化提供了重要的理論支持。

分子動力學模擬的核心價值

分子動力學模擬通過模擬藥物分子與靶標蛋白的相互作用，預測藥物的結合親和力、穩(wěn)定性和動力學特性，從而加速新藥的發(fā)現(xiàn)和開發(fā)過程。

應用領域

藥物分子的結合親和力預測 模擬藥物分子與靶標蛋白的結合模式，預測藥物的結合親和力。
藥物穩(wěn)定性和動力學特性分析 評估藥物分子在生理條件下的穩(wěn)定性和動力學特性。
藥物篩選和優(yōu)化 篩選具有高親和力和選擇性的候選藥物，并優(yōu)化其結構。
藥物-靶標相互作用機制研究 揭示藥物與靶標蛋白相互作用的分子機制。
藥物副作用和毒性預測 預測藥物可能的副作用和毒性，評估藥物的安全性。

案例分析

納米藥物自組裝的分子動力學模擬研究 134 浙江大學醫(yī)學院附屬邵逸夫醫(yī)院的韓衛(wèi)東與王杭祥聯(lián)合研究了一種兩親性聚合物包裹的阿帕替尼（VEGFR2抑制劑）和SN38-聚乳酸納米顆粒，用于治療肝癌。通過分子動力學模擬，在原子水平研究了納米藥物自組裝過程以及納米材料的穩(wěn)定性。研究發(fā)現(xiàn)，SN38與阿帕替尼通過π-π和氫鍵增加了兩者之間的相互作用，提高了阿帕替尼在體內遞送時血液循環(huán)系統(tǒng)內的穩(wěn)定性。
分子動力學模擬在生物醫(yī)藥領域的應用 135 2024年發(fā)表的綜述文章討論了分子動力學模擬在生物醫(yī)藥領域的應用，包括藥物分子的結合位點和親和力預測、蛋白質結構和功能的預測、生物分子相互作用的模擬、疾病相關蛋白的動態(tài)變化研究以及藥物設計和優(yōu)化。
分子動力學模擬和機器學習結合在藥物設計領域的應用 136 文章探討了分子動力學模擬（MD）和機器學習（ML）的結合如何為藥物設計領域帶來新的契機。MD用于研究靶標和藥物之間相互作用的動態(tài)過程，而ML則用于分析MD產生的海量結構動態(tài)信息，提高模型對藥物體系熱力學和動力學性質的預測精度。
藥物輸送中的分子模擬 137 分子模擬作為藥物遞送制劑計算機設計的有前途的工具，可以在合成之前預測制劑的性質，減少體外和體內實驗的需要。文章綜述了分子模擬方法及其在藥物輸送中的應用，特別強調了原子和粗粒度蒙特卡洛（MC）和分子動力學（MD）方法的使用。