新的算法應(yīng)該有助于檢測(cè)新的抗生素和其他有前途的藥物

大自然生產(chǎn)了無(wú)數(shù)的藥物，但識(shí)別它們通常是乏味的?，F(xiàn)在，一種新的算法應(yīng)該有助于檢測(cè)新的抗生素和其他有前途的藥物。與現(xiàn)有方法相比，新軟件還可以找到數(shù)據(jù)庫(kù)中記錄的天然物質(zhì)的分子變體。研究人員強(qiáng)調(diào)，這大大增加了新藥的機(jī)會(huì)。在最初的測(cè)試中，他們開(kāi)發(fā)的算法已經(jīng)證明了自己。

長(zhǎng)期以來(lái)，青霉素和鈷是對(duì)抗細(xì)菌病原體最熱門(mén)的藥物武器。但與此同時(shí)，對(duì)普通抗生素的耐藥性增加了很多，即使是“簡(jiǎn)單”的感染，這些藥物通常也不起作用。因此，有必要開(kāi)發(fā)針對(duì)細(xì)菌病原體的新藥。但這并不容易。雖然霉菌產(chǎn)生的青霉素只是在亞歷山大弗萊明偶然發(fā)現(xiàn)的，但科學(xué)家今天必須研究大量的天然產(chǎn)物才能找到新的抗生素。為了促進(jìn)這種搜索，研究人員長(zhǎng)期以來(lái)一直在專(zhuān)門(mén)的數(shù)據(jù)庫(kù)中收集新的天然產(chǎn)物的質(zhì)譜特征。

然而，有一個(gè)問(wèn)題：肽天然產(chǎn)物(PNPs)被認(rèn)為是特別有希望的新抗生素候選物——而儲(chǔ)備抗生素萬(wàn)古霉素和達(dá)托霉素屬于這些基于蛋白質(zhì)的分子。然而，正如研究人員解釋的那樣，這些PNP分子可以出現(xiàn)在許多變體中，而這些變體在大多數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)中都找不到。因此，為了檢測(cè)它們，有必要能夠從記錄的PNP結(jié)構(gòu)推導(dǎo)出可能的變體。到目前為止，通常的計(jì)算機(jī)方法已經(jīng)不堪重負(fù)，但古列維奇和他的同事們現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了一種可以做到這一點(diǎn)的算法。它決定了被檢測(cè)肽的哪些變體可能存在，以及其存在的可能性。

將產(chǎn)量提高十倍

在第一次測(cè)試中，新算法已經(jīng)證明了自己。研究人員使用了數(shù)十萬(wàn)種不同的細(xì)菌VarQuest和數(shù)據(jù)庫(kù)，在兩個(gè)常見(jiàn)的搜索系統(tǒng)中搜索產(chǎn)品的質(zhì)譜，每個(gè)系統(tǒng)都有。結(jié)果是，VarQuest鑒定的肽天然產(chǎn)物的品種幾乎是現(xiàn)有方法的十倍——超過(guò)一千種已知抗生素。古列維奇和他的同事說(shuō)：“我們的方法讓我們對(duì)PNP的‘暗物質(zhì)’有了新的認(rèn)識(shí)。此外，VarQuest的速度相當(dāng)快：花了幾個(gè)小時(shí)才生產(chǎn)出來(lái)，它將采用一百多年前的方法。

匹茲堡卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的合著者Hosein Mohimani說(shuō)：“尋找天然藥物產(chǎn)品正日益成為大數(shù)據(jù)應(yīng)用?！癡arQuest是第一步，這是國(guó)際研究界在處理大數(shù)據(jù)和評(píng)估時(shí)收集的?！毕Ｍ退耐聜儠?huì)發(fā)現(xiàn)，這種名為VarQuest的算法在未來(lái)會(huì)讓它變得更快、更容易，新的藥物會(huì)發(fā)現(xiàn)病原體等。

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