غربالگری مجازی

غربالگری مجازی یکی از  تکنیک های مورد استفاده در طراحی دارو میباشد که به دو روش زیر انجام میشود:

- لیگاند بنیان 

- ساختار بنیان

هدف از غربالگری مجازی شناسایی مولکول های ساختار شیمیایی جدید است که به هدف ماکرومولکولی مورد نظر متصل می شوند.

ساختار بنیان

روش ساختاربنیان یا داروپردازی مستقیم، روشی است که طی آن با درنظرگرفتن ساختار سه‌بعدی هدف زیستی، که معمولاً با کمک طیف‌بینی رزونانس مغناطیسی هسته‌ای یا بلورشناسی پرتو ایکس تعیین می‌گردد، به طراحی دارو پرداخته می‌شود.

فرآیند داروپردازی ساختاربنیان شامل چندین چرخه‌ی مکرر پیش از رسیدن به مرحله‌ی کارآزمایی بالینی است. اولین چرخه شامل شبیه‌سازی، خالص‌سازی و تعیین ساختار هدف زیستی به کمک بلورشناسی پرتو ایکس، طیف‌بینی رزونانس مغناطیسی هسته‌ای و یا مدل‌سازی هومولوژی می‌باشد. اغلب پس از آن با استفاده از الگوریتم‌های کامپیوتری و تکنیک های طراحی دارو (Drug Design) ، ترکیباتی از یک پایگاه داده در یک محیط شبیه‌سازی شده در یک ناحیه‌ی مشخص از ساختار هدف قرار گرفته و بر اساس فعل و انفعالات الکترواستاتیک و موقعیت فضایی نسبت به هدف، امتیازدهی شده و بهترین آن‌ها انتخاب می‌شوند. در چرخه‌ی دوم موقعیت‌هایی از این ترکیبات که قابلیت بهینه شدن برای ارتقای توانایی دارو را دارند مشخص می‌شوند. درچرخه‌های بعدی فرآیند بهینه‌سازی ترکیبات و پیدا کردن هدف‌های جدید به طور مکرر انجام می‌شود تا سرانجام ترکیبات بهینه و موثر روی هدف دارو پیدا شوند.

غربالگری مجازی مبتنی بر ساختار شامل متصل شدن لیگاندهای کاندیدا به یک هدف پروتئینی و پس از آن با استفاده از یک عملکرد امتیازدهی برای تخمین احتمال اتصال لیگاند به پروتئین با میل زیاد است.

لیگاند بنیان

روش لیگاندبنیان یا داروپردازی غیرمستقیم، روشی است که طی آن با درنظرگرفتن مولکول‌هایی که تمایل به برقراری پیوند با هدف زیستی دارند، به طراحی دارو پرداخته می‌شود. با استفاده از این مولکول‌ها یک مدل داروبر به دست می‌آید که حداقل ویژگی‌های ساختاری را که یک مولکول برای اتصال به هدف نیاز دارد تعیین می‌کند. به عبارت دیگر با استفاده از دانش کسب شده در مورد مولکول‌هایی که به هدف اتصال پیدا می‌کنند، می‌توان مدلی از هدف ارايه داد. از این مدل جدید می‌توان برای طراحی عناصر مولکولی جدید که با هدف تعامل دارند استفاده نمود.

با توجه به مجموعه ای از لیگاند های متنوع ساختاری که به گیرنده متصل می شوند ، می توان با بهره برداری از اطلاعات جمعی موجود در چنین مجموعه ای از لیگاندها ، مدل گیرنده ساخت. اینها به عنوان مدل فارماکوفور شناخته می شوند. یک لیگاند کاندیدا را می توان با مدل فارماکوفور مقایسه کرد تا مشخص شود با آن سازگار است و بنابراین احتمال اتصال دارد.

رویکرد دیگر در غربالگری مجازی مبتنی بر لیگاند استفاده از روشهای تجزیه و تحلیل تشابه شیمیایی برای اسکن یک پایگاه داده از مولکولها در برابر یک یا چند ساختار لیگاند فعال است.

یک رویکرد رایج در غربالگری مجازی مبتنی بر لیگاند مبتنی بر جستجوی مولکولهایی است که شکلی شبیه به فعالهای شناخته شده دارند ، زیرا اینگونه مولکولها در محل اتصال هدف قرار می گیرند و از این رو احتمالاً هدف را متصل می کنند.