Химическая библиотека или библиотека соединения представляет собой набор хранимых химических веществ , как правило , используется в конечном счете , в высокопроизводительном скрининге или промышленного производство . Химическая библиотека может состоять простым языком из ряда хранимых химикатов. Каждое химическое вещество имеет связанную информацию, хранящуюся в какой-то базе данных, с такой информацией, как химическая структура , чистота, количество и физико-химические характеристики соединения.
Цель [ править ]
При высокопроизводительном скрининге при открытии новых лекарств желательно проверять лекарство-мишень на соответствие выбранным химическим веществам, которые пытаются использовать как можно больше подходящего химического пространства . Химическое пространство всех возможных химических структур чрезвычайно велико. Большинство хранимых химических библиотек обычно не имеют полностью представленного или отобранного химического пространства в основном из-за проблем с хранением и стоимостью. Однако, поскольку многие молекулярные взаимодействия невозможно предсказать, чем шире химическое пространство, которое отбирается химической библиотекой, тем выше вероятность того, что высокопроизводительный скрининг найдет «хит» - химическое вещество с соответствующим взаимодействием в биологической модели, которое может быть превращено в лекарство.
Примером химической библиотеки в открытии лекарств может быть ряд химических веществ, известных как ингибиторы киназ, или в промышленных процессах ряд катализаторов, известных для полимеризации смол.
Создание химических библиотек [ править ]
Химические библиотеки обычно создаются для определенной цели, и более крупные химические библиотеки могут состоять из нескольких групп меньших библиотек, хранящихся в одном месте. В обнаружении наркотиков процесс, например, широкий спектр органических химических веществ, необходимые для испытания против моделей болезни в высокопроизводительном скрининге . Следовательно, большая часть химического синтеза, необходимого для создания химических библиотек при открытии лекарств, основана на органической химии . Компания, которая заинтересована в скрининге ингибиторов киназ при раке, может ограничить свои химические библиотеки и синтез только теми типами химических веществ, которые, как известно, обладают сродством к сайтам связывания АТФ илиаллостерические сайты.
Как правило, однако, большинство химических библиотек сосредоточено на больших группах разнообразных органических химических рядов, где химик-органик может сделать множество вариаций одного и того же молекулярного каркаса или молекулярного каркаса . Иногда химические вещества также можно приобрести у внешних поставщиков и включить во внутреннюю химическую библиотеку.
В зависимости от их объема и конструкции химические библиотеки также могут быть классифицированы как разнонаправленные, лекарственные , свинцовые, пептидоподобные, природные продукты [1], направленные против определенного семейства биологических мишеней, таких как киназы, GPCR, Протеазы, PPI и т. Д. Среди составных библиотек следует отметить библиотеки соединений фрагментов, которые в основном используются для обнаружения потенциальных клиентов на основе фрагментов .
Дизайн и оптимизация химических библиотек [ править ]
Химические библиотеки обычно разрабатываются химиками и учеными- хемоинформатиками и синтезируются методами органической химии и медицинской химии . Метод создания химической библиотеки обычно зависит от проекта, и существует множество факторов, которые следует учитывать при использовании рациональных методов для выбора соединений для скрининга. [2]Как правило, ряд химических веществ проверяется на соответствие конкретной лекарственной мишени или модели заболевания, и предварительные «попадания» или химические вещества, которые проявляют желаемую активность, повторно проверяются для проверки их активности. Как только они квалифицируются как «хит» по их повторяемости и активности, эти конкретные химические вещества регистрируются и анализируются. Изучаются общие черты различных химических групп, поскольку они часто отражают конкретное химическое подпространство. Дополнительная химическая работа может потребоваться для дальнейшей оптимизации химической библиотеки в активной части подпространства. Когда это необходимо, выполняется дополнительный синтез, чтобы расширить химическую библиотеку в этом конкретном подпространстве путем создания большего количества соединений, которые очень похожи на исходные совпадения.Этот новый набор соединений в этом узком диапазоне подвергается дальнейшему скринингу, а затем применяется к более сложным моделям для дальнейшей проверки вОткрытие наркотиков - хит, чтобы возглавить процесс.
Хранение и управление [ править ]
«Химическое пространство» всех возможных органических химикатов велико и экспоненциально увеличивается с размером молекулы. Большинство химических библиотек обычно не имеют полностью представленного химического пространства в основном из-за проблем с хранением и стоимостью.
Из-за затрат и усилий, связанных с химическим синтезом, химические вещества необходимо правильно хранить и хранить для дальнейшего использования, чтобы предотвратить преждевременное разложение. У каждого химического вещества есть определенный срок годности и требования к хранению, и в большой химической библиотеке есть расписание, по которому химические вещества библиотеки утилизируются и заменяются на регулярной основе. Некоторые химические вещества довольно нестабильны, радиоактивны, летучие или легковоспламеняющиеся и должны храниться в осторожных условиях в соответствии со стандартами безопасности, такими как OSHA .
Большинство химических библиотек управляются с помощью информационных технологий, таких как штрих-кодирование и реляционные базы данных . Кроме того, робототехника необходима для извлечения соединений из более крупных химических библиотек.
Поскольку отдельные записи химической библиотеки могут легко охватить миллионы соединений, управление химическими библиотеками даже небольшого размера может быть постоянной задачей. Управление соединениями - одна из таких областей, которая пытается управлять этими химическими библиотеками и поддерживать их в рабочем состоянии, а также максимизировать безопасность и эффективность управления ими.
См. Также [ править ]
- Свинец соединение
- Управление соединениями
- Склонность к наркотикам
Дальнейшее чтение [ править ]
- Ян Йетс. Compound Management достигает совершеннолетия. Мир открытий наркотиков, весна 2003 г., стр. 35-43
- Арчер-младший. История, эволюция и тенденции в управлении соединениями для высокопроизводительного скрининга. Assay Drug Dev Technol. 2004 декабрь; 2 (6): 675-81
- Кейси Р. Разработка библиотек химических соединений для открытия лекарств. Сеть бизнес-аналитики 1 декабря 2005 г.
- GLARE - бесплатное программное обеспечение с открытым исходным кодом для проектирования комбинаторных библиотек.
- Некоторые примеры химических библиотек для открытия лекарств
Ссылки [ править ]
- ^ «Натуральные продукты информируют о дизайне библиотеки» . 2010-01-15.
- ^ Хаггинс DJ, Venkitaraman AR, Spring DR (январь 2011). «Рациональные методы выбора разнообразных скрининговых соединений» . ACS Chem. Биол . 6 (3): 208–217. DOI : 10.1021 / cb100420r . PMC 4765079 . PMID 21261294 .
