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有机与药物化学的数字化未来

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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



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