Суперкомпьютер МГУ поможет найти лекарство от коронавируса | Популярный Университет

Суперкомпьютер МГУ поможет найти лекарство от коронавируса

Суперкомпьютер МГУ поможет найти лекарство от коронавируса

Сотрудники лаборатории вычислительных систем и прикладных технологий программирования НИВЦ МГУ рассчитали на суперкомпьютере «Ломоносов», какие лекарства помогут от коронавируса SARS-CoV-2, который вызывает инфекцию COVID-19. Результаты работы проверят экспериментально в лаборатории противовирусных и дезинфекционных средств Института вирусологии имени Д.И.Ивановского.  

Поиск и создание новых лекарственных препаратов, которые смогут бороться с трудноизлечимыми заболеваниями — одна из важнейших проблем, для которых суперкомпьютерные технологии дают эффективные альтернативные способы решения. Чтобы найти основу для создания противовирусных препаратов прямого действия, воздействуя молекулами потенциального лекарства на активные центры белков-мишеней нового коронавируса SARS-CoV-2, необходимо использовать сверхмощные вычислительные системы.

Они помогают значительно ускорить подбор молекул для будущих лекарств благодаря уникальным наукоемким технологиям молекулярного моделирования и докинга (метод моделирования молекул, предсказывающий наиболее выгодную для образования устойчивого комплекса ориентацию и конформацию одной молекулы в центре связывания другой и дающий оценку энергии связывания этих молекул друг с другом). Задача создания таких препаратов трудная — её пытаются решить для других коронавирусов этого же семейства с 2003 года, когда появился первый коронавирус SARS-CoV. Спустя время многое стало понятно в функционировании этих вирусов и структуре их белков, но эффективные противовирусные препараты прямого действия для этого семейства вирусов так пока не созданы.

Для успеха такой разработки необходима непрерывная и дружная работа целого конвейера: поиск с помощью докинга в больших базах нужных молекул, дизайн новых молекул и их суперкомпьютерный докинг, экспериментальное тестирование активности найденных молекул, синтез новых молекул и экспериментальная проверка их активности. Даже когда новые соединения перейдут на доклинические испытания на животных и далее на клинические испытания на людях, этот конвейер не должен останавливаться, так как из-за токсичности даже на последнем этапе клинических испытаний могут выявится опасные побочные эффекты и новое соединение сойдет с дистанции.

«Докинг, как и другие методы молекулярного моделирования, основан на описании взаимодействия белков-мишеней и низкомолекулярных молекул будущих лекарств, которые блокируют работу этих белков. Для многих болезней определены белки, которые отвечают за развитие патологий. Это могут быть вирусные белки, отвечающие за размножение вируса в организме или собственные белки человека, которые работают неправильно. И если мы заблокируем работу такого белка-мишени с помощью молекулы, которая избирательно свяжется с ним в его активном центре, то развитие болезни приостановится», — рассказал заведующий лабораторией вычислительных систем и прикладных технологий программирования НИВЦ МГУ Владимир Сулимов. 

В настоящее время на суперкомпьютере МГУ «Ломоносов» запущены масштабные расчеты, которые будут длиться несколько дней. На основе анализа структуры вируса и определения его белков-мишеней, которые наиболее перспективны для воздействия лекарства, учёными был выбран один из таких белков, проанализирована пространственная структура белка и его комплексов с различными ингибиторами из открытой базы Protein Data Bank. На основе таких структур сделаны модели для докинга. Проведен предварительный докинг молекул, закристаллизованных вместе с этим белком, выявлены особенности активного центра этого белка и, в результате, выбрана одна из моделей белка-мишени для дальнейшего докинга большого количества соединений, среди которых необходимо найти молекулы, наиболее сильно связывающихся с белком-мишенью.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Поделиться
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: