| عنوان فارسی مقاله: | مدل سازی مولکولی و طراحی دارو |
| عنوان انگلیسی مقاله: | Molecular modelling and drug design |
| دانلود مقاله انگلیسی: | برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf اینجا کلیک نمائید |
| سال انتشار | 2000 |
| تعداد صفحات مقاله انگلیسی | 9 صفحه |
| تعداد صفحات ترجمه مقاله | 18 صفحه |
| مجله | فارماکولوژی و درمانشناسی |
| دانشگاه | تگزاس |
| کلمات کلیدی | گرافیک کامپیوتری، مدل سازی مولکولی، دستگاه بساوشی، طراحی دارو به کمک کامپیوتر، پیکره سازی مولکولی |
| نشریه الزویر | Elsevier |
فهرست مطالب:
چکیده
مقدمه
۲ چالش های مدل سازی
۳ شکاف های پایگاههای داده
۴ تعامل لامسه ای (بساوشی)
۵ مدلهای لامسه ای
۱ ۵ مدلهای دائمی در برابر مدلهای موجود
۲ ۵ مدلهای دستی توانمند
۵ ۳ دستگاه تراش کنترل عددی کامپیوتر: Sculpt
۵ ۳ روش
۵ ۴ دستورالعمل
۵ ۵ مثالهایی برای تدریس و تحقیق
۶ نتایج
بخشی از ترجمه:
مقدمه
ترکیب ساختار و تابع از زیبایی و اهمیت قابل توجهی برخوردار است. به عنوان یک نهاد خلاق، طراحی دارو و به ترکیب دانش، تجربه، شهود و درک و زیبایی اتلاق می گردد. اما بر خلاف هنر، توزیع این زیبایی محدود می باشد، عموم در مورد فرایند خلاقانه طراحی و تولید مولکولها آگاهی ندارند. در واقع، همانند هنرمندان، به دانشمندان فشار آمده است تا بینش های شهودی را شرح دهند. به منظور تشریح طراحی دارو بر اساس ساختار به عنوان محصول این قرن، سه مولفه حساس شناسایی شده است. به خاطر توسعه پایگاه های داده ( به ویژه از بلور نگاری و NMR)، نمایش گرافیک کامپیوتر و ارتباط با ابزارهای وب، این منابع از ساختارهای مولکولی دقیقی قبل از چشمها و اثر انگشت بهره می گیرند. پایگاه های داده ساختاری که به مدت سه دهه به شکل نمایی رو به رشد بوده اند، حال اهداف جالب توجهی برای طراحی دارو بر اساس ساختار عرضه می کنند. اگر چه سخت افزار گرافیکی و نرم افزار نمونه برای طراحی دارو از سال ۱۹۶۰ موجود بوده است، اما در طول دهه گذشته آنها تا حدی تکامل ییافتند که شیمدان مصنوعی بدون اینکه به دانشمند کامپیوتر تبدیل شود می تواند در رشته مدل سازی مولکولی مهارت کسب کند. و تعداد زیادی از دانشمندان کامپیوتر به شیمیدانان مصنوعی تبدیل نمی شوند.
ابزارهای مدل سازی دسک تاپ عموما موجود می باشند، اما ادراکات انسانی را به مقدار کمی شرکت می دهند (نگرش و دید فضایی: گرافیک، تماس، موس). ادراکات کم استفاده (تماس، شنوایی) ارزشمند می باشد، اما جزء منابع نادیده گرفته شده به شمار می روند. واقعیت مجازی، بر میدان تاثیر می گذارد. به منظور مقایسه، یک ارگانیست از ۱۲ کانال کنترل ( به عبارتی درجه آزادی، کلیدوپدال) استفاده می کند. محدودیت های بنیادی نیز عبارتند از: شکاف های موجود در پایگاه های داده (دانش) و کمبودهای پارامتری شدن خصوصیات اتمی (اطلاعات). استفاده از دانش و اطلاعات برای رهایی از آسیب انسان، بیشتر بیماریهای ناشی از کارهای مولکولی (بدکاری) را نیز درمان می کند. ابعاد مهم علوم پزشکی بر پایه بیوشیمی ساختاری است که شروع به حل چالش نموده است. رابطه تابع- ساختار یکی از عوامل اصلی طراحی دارو بر اساس ساختار می باشد که با تشبیه قفل و کلید امیل فیچر برای توصیف تعاملات مولکولی بکار برده شده است.
6- نتایج:
از زمان چاپ ساختار سه بعدی اول، میوگلبین، 40 سال قبل و توسعه 3 مولفه بحرانی و حساس، PDB، گرافیک و شبکه های کامپیوتری سه بعدی، شناخت اصولی ساختار و تابع مولکولی عمیق تر شده و شناخت ما راجع به علوم زندگی را سرشار کرده است. اگرچه بیماریهای مولکولی زیادی وجود دارد، اما تعداد بسیار معدودی (مثلاً بازدارنده های ترومبین نظیر داروی ضد انعقاد خون، بازدارنده های پروتئیناز HIV برای حبس سندرم نقص یعنی اکتسابی) طراحی دارو بر اساس ساختار حاصل کرده است. چالش اصلی به اندازه ا بزرگ است که پتانسیل تامین چالش را دارا می باشد. در اصل، تحلیل ساختار نیازمند ساخت و ارائه مدلهای بساوشی آماده ، روش مملو از اطلاعات اما خسته کننده ای است که 30- 25 سال قبل جایگزین تکنیک های گرافیکی گردید. در نتیجه ادراکات بصری دارای بیولوژی ساختاری غالبی می باشند. مرور حاضر دو تلاش برای احیاء و توان بخشی دستکاری بساوشی واکنش های مولکولی پیچیده به منظور بهبود تدریس و تحقیق در زیست شناسی ساختاری را شرح می دهد. ما در آستانه قرن جدید، هزاره جدید و عصر و دوره تحقیق و علم جدیدی قرار داریم ، اگرچه کامپیوترها در گذشته تاثیرات جانبی اعمال می کردند، اما احتمالاً در بطن ابعاد تحقیق در آینده حتی ابعاد خلاقانه قرار دارند. اولین موفقیت ها نشان می دهد که شکاف ها و نقاط ضعف در چه بخشهایی دوام داشته و باید در قرن قبل تصحیح می شدند. آیا عقل و درک در قرن جدید به پیرو کامپیوتر تبدیل می شود؟ پدر سیبرنتیک با این عبارت به این مطلب پاسخ داد: چیزهایی را به مردان اختصاص دهید که مردانه است و چیزهایی را که مربوط به کامپیوتر است به کامپیوتر بدهید.
بخشی از مقاله انگلیسی:
Introduction
There is beauty in the fusion of structure and function.As a creative enterprise, drug design is a synthesis of scientificknowledge, experience, intuition, and aesthetics. However,unlike the arts, this beauty has limited distribution; thegeneral public is severely underinformed about the creativeprocess whereby molecules are designed and created. Indeed,like artists, scientists are hard-pressed to enunciate their intuitive insights. Three crucial components haveconverged to accentuate structure-based drug design as aproduct of the end of this century. Because of expandeddatabases (especially from crystallography and NMR),computer graphics displays, and linkage by facile web tools(Meyer & Funkhouser, 1998), these resources put precisemolecular structures before our eyes and at our fingertips.The structural databases, which have been growing exponentiallyfor three decades, now offer a number of interestingtargets for structure-based drug design. While graphicshardware and prototypical software for drug design havebeen available since the 1960s (Meyer, 1980), only duringthe past decade have they matured to the extent that a synthetic chemist can now master molecular modelling withouthaving to become a computer scientist; and not very manycomputer scientists have become synthetic chemists.
Desktop modelling tools are now generally affordableand widely available, but they only partially engage humanperceptions (spatial vision:graphics; touch:mouse). Underutilizedperceptions (touch, hearing) are valuable, butneglected resources. Virtual reality, while tantalizing, hasyet to make an impact on the field. For comparison, an organistutilizes 12 control channels (i.e., degrees of freedom:keys and pedals), whereas the molecular modeller uses only2 (mouse) or 8 (control dials) input functions. Fundamentallimitations also include gaps in databases (knowledge) anddeficiencies in parameterization of atomic properties (information).The wisdom to use knowledge and information toameliorate the suffering of mankind still eludes curing mostdiseases that arise from molecular (mal-) functions. The materialaspects of the health sciences rest firmly on the foundationsof structural biochemistry, which is beginning to surmountthe challenge. The structure-function relationship is afundamental component of structure-based drug design, epitomizedby Emil Fischer’s “lock and key” simile (Fischer,1894; Meyer, 1995) to describe molecular interactions.
6. Conclusions
Since the publication of the first three-dimensional structure, myoglobin, 40 years ago and the development of 3 crucial components, the PDB, three-dimensional computer graphics, and networks, a fundamental understanding of molecular structure and function has deepened and enriched our understanding of the life sciences. While many molecular-based diseases exist, only very few (e.g., thrombin inhibitors as anticoagulants, HIV proteinase inhibitors to arrest acquired immunodeficiency syndrome) have yielded thus far to structure-based drug design. The challenge is as great as is the potential to meet the challenge.
Originally, structure analysis required hands-on construction of tactile (Kendrew) models, a tedious, but informationrich, procedure, which was replaced by graphics techniques 25–30 years ago. Subsequently, visual perceptions have dominated structural biology. This review describes two efforts to restore tactile manipulations of complex molecular interactions to enhance both teaching and research in structural biology.
We stand at the threshold of a new century, a new millennium, and a new age of scientific research. Whereas computers made peripheral impact in the past, they are likely to be central to every aspect of research in the future, even—or especially— the creative aspects. The first successes show where gaps and weaknesses persist, to be rectified in the century ahead. Will the intellect become the slave of the computer in the new century? The father of cybernetics gave the answer (Wiener, 1964) in his paraphrase, “render unto man the things which are man’s and unto the computer the things which are the computer’s.”
| عنوان فارسی مقاله: | مدل سازی مولکولی و طراحی دارو |
| عنوان انگلیسی مقاله: | Molecular modelling and drug design |
