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系统生物学为基于结构的药物设计带来新机遇和新挑战

 

北京大学定量生物中心利用在系统生物学和药物设计研究上的学科优势,在国际上较早开展了系统生物学与药物设计的交叉合作研究,取得了一系列的前沿研究成果。他们提出了针对疾病相关分子网络状态进行药物调控的观点,发展了预测生物分子网络多靶标最优调控方案的计算方法,建立了系统性的多靶标药物设计方法,研究了网络结构与组合给药的关系以及药物结合动力学对于药物效果的影响,发展了针对别构效应进行药物设计的方法,并在生物网络基础上探讨了中药作用的分子机制。

由于他们在系统生物学与药物设计交叉研究领域的前瞻性工作,近期来鲁华-裴剑锋团队受美国化学会誌主编邀请撰写了展望型综述,回顾和展望了系统生物学对基于结构药物设计的重要影响。在该展望中,他们阐述了以系统为中心的基于结构药物设计观点以及以系统状态为靶标进行药物干预的观点,探讨了在系统生物学时代未来应该更加关注的药物设计新方向。这些新研究方向拓展了药物设计的研究思路,为解决当前新药研发所遇到的瓶颈问题提供了新的手段,对于针对重大复杂疾病的药物研发具有重要意义。Pei J, Yin N, Ma X, Lai L*. Systems biology brings new dimensions for structure-based drug design. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136:11556-11565, Invited Perspective)。

 

 

 

插图含义介绍:基于系统的药物干预和由此带来的基于结构的药物设计新方向。 上半图展示了在系统水平的疾病干预的目标是调节疾病相关网络的状态和动力学,下半图展示了由此带来的一些基于结构药物设计的重要新方向。

 

关工作受到国家自然科学基金委员会、科技部、北京市、教育部和北京大学以及北京大学-清华大学生命科学联合中心的资助。