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科学家绘制出完整药用小分子空间“地图”

zj2635

2013/04/25

化学药检测

科技日报讯（记者常丽君）据物理学家组织网4月23日（北京时间）报道，美国杜克大学化学家最近开发出一种新的计算机算法，能模拟出所有的含碳小分子，经过分类编目后形成一份特殊的小分子空间“地图”，帮助化学家在实验室里将这些分子真正制造出来。这一成果有望成为药物开发人员的得力工具，以寻找更有效的药物和新材料。相关论文在线发表于4月的《美国化学协会会刊》上。

小分子空间（SMU）是所有分子量在500道尔顿及以下、具有合成可能性的有机分子。这类分子约有1060种。目前的资料库只描述了小分子空间中约10亿种分子，迄今合成出来的化合物约有1亿种。而且这些分子在结构上很相似，很多来自空间中的同一区域。在那些未曾探索过的区域里，更可能存在着最棘手难题的分子答案。

为探索化学空间里的新区域，研究人员设计了一种新的计算机算法来绘制整个小分子空间。杜克大学博士后亚伦·威夏普编写了新算法，让小的随机化学反应变成苯环结构，然后按照与之相符的小分子空间位置，给生成的新分子分类编目。

其中最大的困难是，找出哪种分子才是能在实验室合成的化合物。威夏普把他早期构建出来的新分子绘成草图，送到一些合成化学家那里，让他们标注这些分子中哪些合成出来不稳定，或根本就不能合成。然后把这些意见加入算法规则，按照新的算法规则，这类化合物就不会再构造出来。

经过10次这样的反复，他构建出一个含有900万个分子的虚拟数据库，其中的化合物能代表小分子空间内的每个区域，并绘制出新的“地图”，显示化学空间中尚未合成出其中任何化合物的空白区域。

“有了这份‘地图’，化学家们只要能合成出这个区域内的一种新分子，就造出了一种新型化合物。”威夏普说，“只要是在小分子‘地图’上的空白区域里，就保证造出的东西还没有人申请过专利。”

目前，研究小组已经在线发布了该算法的源代码，并希望科学家能立刻着手挖掘小分子空间中尚无人探索的区域，发现新的化合物。

总编辑圈点

门捷列夫当年编制元素周期表时，许多元素还不为人知。但根据门捷列夫提出的规律，人们成功预言了从未见过的物质的化学特性。杜克大学的研究与此类似。化学家在合成有机小分子的时候终于有了指南——哪些路径有希望，哪些走不通。在计算机帮助下，研究者不必仅依靠片段的经验去摸索，而是具备了一般性的理论，这是科学方法带来的突破。

《科技日报》 2013-03-24 （一版）

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xiaowang268

第1楼2013/04/25

小分子设计？

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zj2635

第2楼2013/04/25

通常认为有药理活性的物质大多是小分子，这项技术可以预判那些小分子化合物是可能是有效的，并且提供最合理的合成路线。
xiaowang268(xiaowang268) 发表:小分子设计？

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青林

第3楼2013/04/25

这个将是人类历史的突破

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zj2635

第4楼2013/04/25

确实是这样！它的意义也许就如同元素周期表的发现，值得我们密切关注。
青林(wyqql2060) 发表:这个将是人类历史的突破

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xiaowang268

第5楼2013/04/25

小分子的设计还是包含多方面的知识的
zj2635(zj2635) 发表:通常认为有药理活性的物质大多是小分子，这项技术可以预判那些小分子化合物是可能是有效的，并且提供最合理的合成路线。

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zj2635

第6楼2013/04/25

个人感觉这是一件浩大的工程，正如你说的涉及到多方面的知识。
xiaowang268(xiaowang268) 发表:小分子的设计还是包含多方面的知识的

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xiaowang268

第7楼2013/04/25

是的，药理，合成等
zj2635(zj2635) 发表:个人感觉这是一件浩大的工程，正如你说的涉及到多方面的知识。

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小虾米

第8楼2013/05/04

很是期待这种药物

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zj2635

第9楼2013/05/04

很可能是一系列“药物”，这种系统的方法更值得期待。
小虾米(wuxia330) 发表:很是期待这种药物

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