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Les scientifiques produisent des modélisations moléculaires des composés appropriés pour COVID-19

La découverte des médicaments adaptés qui pourraient aider à traiter les maladies est un long procédé. Cependant, le modèle de médicament assisté par ordinateur et la simulation pourraient accélérer le procédé et augmenter également les possibilités dites les experts. Cette forme de modèle et de simulation de médicament a pu bientôt être l'étalon-or dans le développement de médicament.

Frontera et Longhorn - aboutir la voie

Un superordinateur appelé Frontera est un des plus rapide là est. Il a été employé pour prévoir les caractéristiques des médicaments nouveaux. Le principal chercheur Thomas Cheatham, professeur de chimie médicinale et directeur du centre pour le calcul haute performance à l'université de l'Utah et de Rodrigo Galindo, un professeur sur son équipe travaillent avec Frontera. Frontera est aidé par Longhorn, un système d'IBM/NVIDIA chez le Texas avancé calculant le centre (TACC). La tâche de Longhorn est de produire des molécules et des composés neufs qui pourraient être employés pour la demande de règlement de l'infection COVID-19 mortelle provoquée par le coronavirus 2 (SARS-CoV-2) de syndrôme respiratoire aigu sévère. Les pharmaciens médicinaux utilisent l'équipe et les machines.

Que se produit pendant le développement de médicament ?

Un choix de molécules possibles et des composés sont sélectés pour la demande de règlement d'une maladie. Les chercheurs expliquent qu'au niveau moléculaire, ils ont un inducteur d'énergie potentielle qui les aide pour gripper et agir l'un sur l'autre avec les atomes et les organismes autour de eux. Ces molécules se déforment et courbent pour modifier leur forme quand elles agissent l'un sur l'autre avec les protéines d'hôte ou d'organisme autour de elles. Ces inducteurs de force entre les molécules et les protéines autour des cellules peuvent être provocants pour prévoir et peuvent souvent influencer l'installation finale de la molécule de médicament.

Ambre

L'ambre (création de modèles aidée avec l'amélioration d'énergie) est l'un des outils significatifs que les experts utilisent en simulant les inducteurs de force qui influencent une molécule de médicament dans son environnement cellulaire. Cheatham est l'un des chercheurs primaires sur l'ambre se développant d'équipe. L'ambre avait évolué à sa forme actuelle depuis 1978. Il a subi un changement important de ce qu'était il au début. Actuellement, il est relativement précis en prévoyant les inducteurs de force cellulaires d'environnement que la molécule potentielle de médicament rencontrerait dans la vie réelle.

Les experts disent que l'ambre est capable d'apparier des résultats expérimentaux avec une exactitude de moins que la moitié d'un angström (Å). Un angström est cents millionième d'un centimètre ou de 10-10 mètres. Cheatham et Galindo ont employé l'ambre sur les molécules qui sont des médicaments de candidat et ont simulé les environnements biomoléculaires pour les candidats afin de voir leurs possibilités d'application en médicament. Ils ont expliqué, « l'objectif doit comprendre la structure, le fonctionnement, la dynamique, et l'énergétique des systèmes biomoléculaires dans leur environnement indigène, avec l'eau et d'autres ligands. »

epresentation de la protéase principale de coronavirus avec un inhibiteur de peptide. [Crédit : Laboratoire de Cheatham]
Représentation de la protéase principale de coronavirus avec un inhibiteur de peptide. [Crédit : Laboratoire de Cheatham]

Progrès dans le développement de médicament

Au début de leur travail, le duo travaillait à deux molécules de fil qui cuivre-contenaient principalement des composés et étaient essayées de combattre le cancer. Ces molécules ont été expérimental modifiées utilisant le computer aided design et les simulations pour voir si leur altération dans l'ADN pourrait leur permettre de demeurer protégés contre la dégradation dans le fuselage. Pendant ce temps, le monde a été heurté par la pandémie COVID-19. Le RAPID de NSF supportait le travail initial qui a commencé en 2015.

Cheatham et Galindo ont maintenant commencé à travailler aux molécules potentielles qui pourraient détruire le coronavirus nouveau qui était rapide atteignant presque tous les coins du monde, infectant des millions et détruisant des milliers. Pendant la première étape, le duo travaillait à la recherche financée pour mettre en évidence un candidat possible de médicament qui pourrait traiter l'infection de virus Ebola. L'équipe avait l'habitude des études de structure cristalline utilisant la suite logiciel de Rosetta pour sélecter le meilleur candidat avec les chaînes latérales acides aminées optimas coincées à la matrice fondamentale de réseau général de peptide. Une fois que la molécule était trouvée, elles ont employé l'ambre pour simuler les environnements biomoléculaires et pour optimiser les structures des molécules de candidat.

Luttez contre COVID-19 et espoir à l'avenir

Galindo a expliqué qu'ils ont eu à disposition plus de 2.000 modélisations moléculaires qui pourraient être utilisées contre l'infection COVID-19 utilisant des superordinateurs de Longhorn et de Frontera au TACC. Ils se sont alors appliqués pendant 2,7 millions d'heures de noeud sur les eaux bleues. C'est un système basé sur GPU trouvé au centre national pour les applications de superinformatique (NCSA). Elles ont été accordées à leurs conditions par le consortium de COVID-19 CHP. Ce consortium est entre le secteur public et le secteur privé qui fonctionne pour apparier des chercheurs avec les moyens afin d'accélérer la recherche contre le coronavirus.

Pour cet effort, ils ont recensé une structure cristalline de la protéase COVID-19 principale. La protéase est une enzyme qui peut décomposer des protéines et des peptides. Cette structure est dans le composé avec un inhibiteur N3 de peptide. L'équipe explique qu'ils fonctionneraient avec le modèle de peptide d'Ebola pour voir si leur protéase COVID-19 supportent.

Une fois que leur molécule est prête et sélectée, ils seraient transformés en peptides modifiés par circulaire au laboratoire de Schmidt dans le service de chimie médical à l'université de l'Utah.

Cheatham a dit, « notre espoir est que nous trouvons un inhibiteur neuf de peptide qui peut être expérimental vérifié dans les deux prochaines semaines. Et puis, nous nous engagerons dans davantage de modèle pour effectuer la répétition de peptide pour la rendre plus stable comme médicament potentiel. L'espoir est nous peut, pendant les prochains mois, découverte et vérifier expérimental un meilleur inhibiteur de peptide pour la protéase de canalisation de COVID. »

Source:

Gold standard force fields help identify promising peptides to disrupt COVID-19https://www.tacc.utexas.edu/-/gold-standard-force-fields-help-identify-promising-peptides-to-disrupt-covid-19

Dr. Ananya Mandal

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Dr. Ananya Mandal

Dr. Ananya Mandal is a doctor by profession, lecturer by vocation and a medical writer by passion. She specialized in Clinical Pharmacology after her bachelor's (MBBS). For her, health communication is not just writing complicated reviews for professionals but making medical knowledge understandable and available to the general public as well.

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