第二节新药发现-2013.ppt

* 高通量筛选（High Throughput Screening, HTS）： 通常在96 孔板上进行,采用自动化技术对流体进行分配并对微孔板进行处理,化合物、药物活性的检测在微孔板中进行。目前多使用384孔板或孔数更高、体积更小的分析模式。 超高通量筛选(uHTS)： 每个工作日检测次数 105 、反应体积≤10μL 、在高密度( ≥1 536 孔) 检测板中进行的药物筛选。 高信息量筛选(high content screening ,HCS) ： 一种应用高分辨率的荧光数码影像系统，在细胞水平上实现检测指标多元化和功能性的筛选技术，可同时检测被筛样品对细胞生长、分化、迁移、凋亡、代谢途径及信号转导等多个环节的影响，从单一实验中获取大量相关信息，确定其生物活性和潜在毒性。 * 高通量筛选的特点 效率高，准确性好。用于高通量筛选的操作设备和检测仪器近年来得到了长足发展，可以快速筛选数十万个样本，效率高，已经实现了计算机控制的自动化，减少了操作误差的发生，提高了筛选结果的准确性。 多学科多技术结合。在高通量筛选的过程中，应用了药理学、药物化学、分子生物学、细胞生物学、数学、微生物学等多学科的多种技术。这种多学科的有机结合在药物筛选领域产生了大量新的课题和发展机会，促进了药物筛选理论和技术的发展。 微量筛选系统，一药多筛。高筒量筛选采用的是细胞、分子水平的筛选模型，药品用量一般在微克级，节省样品量，奠定了一药多筛的基础，降低单药筛选的成本。 * 高通量筛选的常用检测原理： 药物与靶点相互作用 根据药物与靶点间相互作用的原理建立筛选模型，可以筛选出与特定靶点有亲和力的样品，如筛选作用于受体的药物。 药物对酶活性的影响 根据酶活性作为检测指标可以筛选影响酶活性的化合物如酶抑制剂，可直接说明药物的作用。这种筛选模型目前已得到广泛应用。 药物对细胞的影响 以整体细胞作为药物作用的对象，观察样品可能通过单靶点或多靶点对整体细胞的影响，也是常用的高通量筛选方法。 * 高通量筛选的常用分析技术： 以酶为靶点的高通量检测 以受体为靶点的高通量检测 以离子通道为靶点的高通量检测 以核酸为靶点的高通量检测 内皮细胞激活的检测 * 高通量筛选流程图 * * 药物靶标开发技术 药物靶标是指正常或异常细胞中具有重要功能而可作为药物应用的分子，可以是基因表达的任何形式，DNA、RNA或蛋白。 * 高科技条件下的药物开发的特征： 现代新药的疗效和作用机理必须符合于疾病相关的分子病理，包括药物靶标的寻找确认和分子药理试验等，这一部分在传统制药中并非必须。 现代新药开发要求有效利用现代技术手段解决药物研发的上、中和下游的所有问题。 由于新药研发所需的大量投入，知识产权的建立和风险投资及其运作机制贯穿其中。 * 各种生物技术在分子生物学中心法则流程中的靶标 * 药物靶标开发的基本途径 * 参考书目 刘刚，萧晓毅等，《寻找新药中的组合化学》，科学出版社，2003年6月第1版；陈凯先，蒋华良，嵇汝运，《计算机辅助药物设计》，上海科学技术出版社，2000年10月第1版；李其祥，张红，《新药药物靶标开发技术》，高等教育出版社，2006年7月第1版。 * 谢 谢！ * 目前药品专利的保护期限为20年，如果研发阶段花费的时间为10年，那么药品的市场实际销售时间就只有10年，如果研发能缩短2-3年，不仅能节约研发经费，还能为市场赢得宝贵的时间，将产生巨大的经济效益和社会效益。 * 三维结构数据库搜寻是利用计算机人工智能的模式识别技术，采用合理的搜寻标准，把三维结构数据库中的小分子数据逐一与搜寻标准进行匹配，通过计算小分子与靶标结合的静电力、氢键和范德华力等，寻找复合特定性质和三维结构形状的命中结构，从而发现合适的药物分子。这些数据库大多具有间接直观的操作界面，使用方便。 * 图中显示了应用三维结构数据库搜寻进行药物设计的过程。首先通过分子模拟和构象分析以及定量构效关系研究，建立三维药效基团模型，以三维药效基团模性作为提问结构，搜寻现有的小分子三维结构数据库，获得符合药效基团模型的小分子，进行药理筛选，得到活性较高的先导化合物。对先导化合物进行常规的构效关系研究，得到药物候选化合物并进入临床研究。 * 分子的体积可以用分子中各原子的范德华半径计算，并用分子图形学形象的表示出来。对于一系列高活性分子，得到他们的三维药效基团模性后，进行分子叠合，可以计算出这些分子体积的组合，用数学语言表达的话，就是这些分子体积的并集，这些体积的组合就是受体与他们结合所必需的空腔体积，被称为受体排斥体积，意为只能由药物分子占领，受体不能到达。除此以外的部分是受体占领的，称为受体必需体积。无活性或低活性分子与高活性分子叠合时，会出现不