В Челябинске создали программу для разработчиков лекарств от COVID-19

Новая разработка ученых Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ) успешно зарекомендовала себя во время исследований по поиску лекарства от коронавируса и скоро будет доступна специалистам всех фармацевтических фирм.

Это компьютерная программа, определяющая совпадение потенциального лекарственного средства с "мишенью" в клетке, на которую пытаются воздействовать. Программа упрощает прогнозирование зон контактов лиганда - химического соединения, оказывающего фармакологическое действие, - с участком клетки, на который направлен эффект.

- Исходными данными для программы являются карты электронной плотности этого соединения, рассчитанные с использованием традиционных квантово-химических методов или оригинального подхода. Точки пространства, демонстрирующие зону контакта, выводятся на монитор, - прокомментировала разработку главный научный сотрудник Научно-исследовательской лаборатории компьютерного моделирования лекарственных средств, доктор химических наук Мария Гришина.

Карты, которые нужны для работы программы, демонстрируют значение электронной плотности разных химических соединений. При правильном конструировании специалисты увидят максимальное число пересечений выбранного соединения с клеткой организма и смогут оценить, насколько эффективно их взаимодействие.

Программа, прогнозирующая зоны контактов активного вещества с рецепторами клетки по картам электронной плотности, уже успешно проявила себя в исследованиях Лаборатории компьютерного моделирования лекарственных средств имени Потёмкина. Так, в журнале Life вышла статья о новых подходах к оценке взаимного соответствия лигандов и участков клетки, на которые направлен фармакологический эффект. В качестве рецептора использовали комплексы фермента, определяющего внутриклеточный метаболизм необходимых для иммунной системы производных витамина B9.

Результаты исследований ученых ЮУрГУ помогут в будущем убирать из расчетов некорректно стыкованные структуры. Кроме того, установлено: наиболее эффективные межмолекулярные контакты обеспечивают преимущественно парные атом-атомные взаимодействия ферментов и действующих химических соединений.

Программа визуально показывает взаимное соответствие фармакологических соединений и рецепторов клетки. Светло-зеленая область — то самое комплементарное поле. Фото: Отдел внешних коммуникаций ЮУрГУ

С помощью новой разработки ученые изучили соответствие РНК-полимеразы SARS-CoV-2 (коронавирусу) с активными действующими веществами лекарств.

РНК-полимераза копирует генетический материал вируса - именно так он распространяется в организме. Лекарства от коронавируса блокируют РНК-полимеразу, а чтобы фармакологическое действие было максимально эффективным, структуры РНК-полимеразы и препарата должны максимально подходить друг другу. Такое соответствие продемонстрировал фавипиравир-RTP - активная форма лекарства "Фавипиравир", используемого для лечения вирусных инфекций.

Окончательная версия программы была представлена в августе 2021 года. Получив свидетельство о регистрации, ученые ЮУрГУ разместят программу на сайте chemosophia.com, где разработка будет доступна всем коллегам.

Кстати

Южно-Уральский государственный университет - это университет цифровых трансформаций, где ведутся инновационные исследования по большинству приоритетных направлений развития науки и техники. В соответствии со стратегией научно-технологического развития РФ университет сфокусирован на развитии крупных научных междисциплинарных проектов в области цифровой индустрии, материаловедения и экологии. В Год науки и технологий ЮУрГУ победил в конкурсе по программе "Приоритет-2030". Вуз выполняет функции регионального проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (УМНОЦ).