移动3D计算机模型的关键人体蛋白质是对抗癌症的强大新工具

在了解事情的情况下，一张图片值1000字，但3D动画甚至更好。对于试图阻止癌症的科学家来说，这尤其如此，通过更好地理解使一些化疗不成功的蛋白质。

几十年的研究人员必须在与经常性癌症相关的关键蛋白质的静态图像上依赖最佳。

现在smu生物化学师John G.在达拉斯南部卫理公会大学的John G.明智，已经在移动的3D计算机模型中致力于人类p-糖蛋白的结构，这被认为有助于许多经常性癌症的化疗失败。

“这是一种非常不同的方法，而不是在历史上在历史上使用的蛋白质结构“明智的生物化学”历史上说，“历史上，蛋白质经常被视为静态图像，即使我们知道在现实中这些蛋白质移动并且是动态的。”

该模型是一个强大的新发现工具说明，特别是当结合高性能超级计算时。动态3D模型已经使明显屏蔽超过800万次潜力药物化合物在寻求寻找一个有助于停止化疗失败的人。

到目前为止，超级计算机搜索已经出现了几百种毒品，显示了承诺，明智和中小企业生物化学师PIA Vogel已经开始在SMU的湿实验室中测试一些这些化合物。

“这是一个很好的原则证明，”SMU生物科学系的研究副教授明智。“我们已经看到经营这些化合物通过计算模型是一种有效的方法来快速和经济地筛选大量的化合物，以找到可以在湿实验室中测试的少数。“

明智地描述了他研究成果在生物化学在物品中“人MDR1对糖蛋白药物结合位点的催化转变”在线的。

该研究由国家卫生研究院国家一般医学研究所资助。

寻求新的药物，允许化学治疗化合物进入和破坏癌细胞

自20世纪70年代以来，已知所谓的多药抗性蛋白，P-GP，最可能对许多化疗药物的失效负责。P-GP是自然的方式从细胞中泵送毒素，但如果癌细胞通常比细胞表达更多的P-GP，则化疗不再有效，因为蛋白质认为它是毒素并在它摧毁癌症之前泵出来。

“我们正在寻找将暂时抑制泵的小分子;一种可以与化学治疗剂共同施用的新药，并阻止癌细胞中的污水泵，以便癌症化疗可以留在细胞中并杀死癌症，“明智说。

高性能计算机启用数百万计数量的筛选

自2009年8月以来，智慧已经运行了大约1050万个计算小时，并筛查了针对不同蛋白质结构的大约800万潜力药物。

“我们目前正在筛查SMU高性能电脑每天约有40,000个化合物，”明智说。

“我们发现了几百个有趣的化合物，到目前为止我们选择了大约30个在实验室屏幕中的筛选，”Vogel说。“从那些人那里发现了少量的化合物，这些化合物抑制蛋白质。我们很激动。现在我们要回到模型并寻找可能能够在泵的机制中扔棍子的其他化合物。”

明智的说，近年来计算能力的大规模增加使筛查研究成为可能。“十年前，你不能停靠800万种化合物 - 只是没有足够的计算能力。”

人类p-gp：“我们不知道它的看起来更像是什么”。

每个有机体都有一个p-gp的版本。其结构以前已经确定了一些生物 - 主要是细菌，而且在小鼠中 - 通过研究蛋白质晶体内原子的排列。然而，人酶的确切结构仍然不清楚。通过依赖进化关系，智能推导了人类P-GP的结构，并科学了解蛋白质如何放在一起。然后，他使用计算机程序以将人类泵的静态图像带到计算机中的寿命的方式模拟蛋白质。

为了开发模型，明智的使用由伊利诺伊大学的研究人员开发的自由可用的仿真软件，该研究员，国家卫生大学和Scripts研究所。Wise和Vogel使用来自锌的化合物，这是一个超过2100多万元的商业化化合物的自由数据库，用于虚拟筛选。锌由加利福尼亚大学旧金山大学药学化学系提供。

“我们可以在计算机上使用这些分子，在硅，并计算中，我们可以建模各种条件：我们可以将温度提高到37摄氏度，我们可以拥有正确的盐和所有正确的条件，就像一个一样湿式实验室实验。我们可以观察它们热移动，我们可以观看它们放松，“明智说。“该软件足够好，模型将根据物理法和生物化学原理移动。通过这种方式，我们可以看到这些化合物以动态的方式与蛋白质相互作用，而不仅仅是以快照方式。“

即使使用3D动态模型和超级计算机，赔率也很僵硬

从理论上讲，如果可以发现药物可以暂时忽略贮槽泵蛋白，那么所有那些不适合患者工作的癌症化疗将再次起作用。

“我们研究的最终目标是找到一种安全有效的化合物，”明智说。然而，即使具有超级计算机，也是陡峭的赔率。

“从一百个好的抑制剂中，我们可能会发现，其中99个可能是极大的毒性，不能使用。在制药行业中，有许多候选人，其中一个原因是一个原因，”他说。“他们迅速地代谢，或者它们太大了，或者它们在人类可接受的溶剂中不可溶于足够的溶剂。药物可能会失败有许多不同的原因。寻找少数是我们的伟大确认在正确的赛道上，但如果我们第一次测试是我们正在寻找的那样，我会完全惊讶。“

Vogel是SMU的药物发现，设计和交付中心的副教授和主任。CD4由SMU的生物科学和化学部门发起，并作为其特派团寻求新的药物治疗和递送方法，可以发展到临床应用中。

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