有机与药物化学的数字化未来

Simone Stark，德国雷根斯堡大学（University of Regensburg）的博士生与ChemistryViews杂志的Vera Koester谈论她的研究，计算机技术对有机和药物化学实验室工作的影响，以及她对有机实验室的展望。

VK：你能简要解释你的研究吗？

SS：我的博士论文主要是研究ABCG2转运蛋白的选择性调节剂的设计和合成。ATP结合盒（ABC）转运蛋白，例如P-糖蛋白（P-gp，ABCB1）和ABCG2是膜定位的蛋白，利用来自ATP水解释放的能量使多种化合物穿过质膜而被释放。因此，它们能保护细胞免受自然环境中的污染物的影响。

然而，这些转运蛋白中的一些由于其在癌细胞中的过表达而与多药耐药性（MDR）相关。过表达导致许多常用抗癌药物的细胞内药物水平降低，因为这些药物是ABC外排泵的底物所以能在细胞中被除去。 ABCG2的选择性调节剂可以阻止这种不期望的外排过程。

由于ABCG2也在血脑屏障处高度表达，因此调节剂也可用于增加为中枢神经系统开发的ABCG2底物药物的口服生物利用度，因为这些药物由于ABC转运蛋白的释放作用而在血脑屏障处只有很低的组织穿透度。在我的研究中，新型调节剂主要由以前设计的调节剂的变体，目的是合成和表征更多的药物类似物。

VK：你在工作中面临什么挑战？你最享受什么？

SS：我的部分工作与雷根斯堡的药学系和医药化学系II合作。重要的是将化学家的结果和未来计划转化为药学家的观点，反之亦然。在跨学科的环境中工作并不总是很容易，但它非常有意思，我希望它能让我对未来的工作做好准备。我很高兴有机会在药学系对我的化合物进行部分生物测试。

我最享受的是，我对研究很自由，我可以利用我们的化学和药学部门的很多设施。此外，我还有机会出国两次— 到印度和哥伦比亚—去和来自全世界的人们见面。这是由于我们的课题组非常国际化。

VK：合成计划如何在改变？数字化和大数据主题？

化学数据库比如SciFinder是当今研究的基础。关于数字化和大数据，我首先意识到现在可以使用ChemPlanner。今年年初，我与化学系的一些成员一起，有机会在几个星期里测试这个计算机辅助合成设计的工具。对于像我这样的有机化学工作者，这个工具可以加速关于合成设计的过程，并建议最好的合成路线，以产生你想要的目标分子。没有这个工具，研究人员不得不花几个小时查看SciFinder并检查哪些起始材料可用，以及它们是多么昂贵。 ChemPlanner将在几分钟内为您完成所有这些，这增加了您的研究过程的速度。

在我的博士期间，我得到了大量的光谱和测定结果的数据。我使用不同的设备与不同的软件，因此在几个程序之间的数据交换和转换，以及安全和妥善存放的数据是具有挑战性的。我从来没有使用过电子实验室杂志，而是一切都用手写，所以现在对数字化的可能性没有什么经验。

VK：你对50年来有机或药物化学实验室的看法是什么？

SS： 我想，化学家宁可动脑也不会动手，因为机器人几乎能做一切 — 处理化合物数据库，化学品自动重新排序，称重，选择正确的烧瓶尺寸等等，从而希望节省我们的资源并尽量减少浪费。化学家还必须开发新的技能，以适应这些发展。

关于药物化学，我想基于计算机的药物发现将是一个大主题，使细胞测试甚至可能动物测试都不再必要，而在计算机上预测化合物的活性，选择性和安全性。

VK：你想从现在起十年后做什么？

SS：我很乐意在制药行业的研发工作，最好是从天然产品开发新型药物。

VK：你在业余时间做什么？

SS： 我喜欢会见朋友和家人，阅读书籍，旅行和烹饪。

原文采访链接如下，或直接点击最下方阅读原文

http://www.chemistryviews.org/details/ezine/10016191/The_Digital_Future_of_Organic__Medicinal_Chemistry.html

作者：Vera Koester, Simone Alexandra Star