The Development of Software to Assist Kinase Inhibitor Design

This project is a part of a big umbrella to tackle the problems arises from aging society. One of the ways to alleviate the illness in the elderly and would make impact to a lot of people is to facilitate small molecules drug design processes. There are many advantages of small molecule drugs such as the patient compliance, the tendency for mass production, and the wide application to rural areas without many physicians. One of the major goals of our laboratory is the development of software to assist kinase inhibitor design.

Protein kinases are biomolecules that take part in cell proliferation, cell differentiation, and signalling. A lot of research for non-communicable diseases targets at the protein kinase inhibition, eg. cancers, heart diseases, and inflammation.

The time it takes for one drug discovery project is 10-17 years, plus$5 billion on average. During the past ten years, there is a lot of pressure on the cost of drug discovery research. Part of the problems is the random nature of combinatorial chemistry and high throuhgput screening. One of the approach that have a foreseeable outcome is structure-based and fragment-based drug design. By learning from large amount of crystallographic structure where the important chemical bonding between the compound and the protein often takes place, the shape, the charge complementarity, we can screen out the compounds that does not seem to fit before investing on the experimental processes. Mapping the blueprint of the drug target’s active site based on the pocket’s shape and the chemical interactions therein will be beneficial to early phase of drug discovery by allowing faster, cheaper, and more effective lead development.

การวิจัยซอฟแวร์เพื่อช่วยในการออกแบบโมเลกุลของยากลุ่มสารยับยั้งไคเนส

ปัญหาใหญ่ที่ผู้ชราต้องเผชิญคือปัญหาทางร่างกาย วิธีรักษาโรคที่เกิดจากความชราภาพที่สามารถให้ประโยชน์กับคนจำนวนมากคือการบำบัดด้วยยา  ยาจะเป็นวิธีที่สะดวกที่สุดในการเข้าถึงคนทุกชนชั้นรวมไปถึงถิ่นธุรกันดาร คนไข้สามารถทานเองได้ และสามารถต่อยอดให้มีการผลิตได้คราวละมากๆ เพื่อบำบัดโรคในวงกว้าง เป้าหมายหลักของยาใช้ช่วยลดความเจ็บปวด รักษาอาการป่วย และช่วยยืดระยะเวลาที่มีสุขภาพดีให้นานขึ้น หนึ่งในงานวิจัยของศูนย์ปฏิบัติการด้านชีววิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์แบบบูรณาการ คือ การทำวิจัยด้านการออกแบบยาในกลุ่มของตัวยับยั้งโปรตีนไคเนส

โปรตีนไคเนสเป็นกลุ่มของโปรตีนที่ใช้ในการควบคุมการเจริญเติบโต และใช้ในการส่งสัญญาณระหว่างเซลล์ มีโรคไม่ติดต่อ (Non-Communicable Diseases) จำนวนมากในผู้สูงอายุสามารถรักษาได้โดยการให้ยาที่ไปยับยั้งการทำงานของโปรตีนไคเนส ทำให้เซลล์ที่ก่อให้เกิดโรคหยุดการเจริญเติบโต อาทิเช่น โรคมะเร็ง โรคหัวใจ และโรคที่เกิดจากการอักเสบ

อนึ่งเป็นที่ทราบกันดีว่าการสังเคราะห์ยาแต่ละตัวต้องใช้เวลา 10-17 ปีและจำนวนเงินมหาศาล โดยมีสถิติว่าโดยทั่วไปยาหนึ่งตัวต้องใช้เงินถึงพันล้านบาท ช่วงสิบปีที่ผ่านมางานวิจัยยาประสบอุปสรรคเรื่องค่าใช้จ่ายสูงมากเพราะว่าใช้เม็ดเงินมหาศาลไปกับการคัดกรองโมเลกุลที่น่าจะเป็นยาได้โดยการ screening ฤทธิ์ชีวภาพของยาต่างๆ แบบเดาสุ่ม วิธีการที่กำลังเป็นที่สนใจในขณะนี้คือการออกแบบโมเลกุลของสารขนาดเล็กโดยอาศัยหลักของเหตุผล จากการสังเกตความเป็นไปได้ของพันธะเคมีในโครงสร้างผลึกเอกซเรย์ของเอนไซม์ ทั้งนี้เพื่อลดการเสียเงินโดยไม่จำเป็นจากการสุ่มเลือกยาที่มีขนาดหรือลักษณะพื้นผิวไม่เข้ากับเป้าหมายตั้งแต่ต้น การลงทุนศึกษาแผนภาพพิมพ์เขียวของแอคทีฟไซต์จึงเป็นงานที่ให้ผลคุ้มค่าและมีประโยชน์ต่อคนจำนวนมาก

 

 

05123000
A squeezable protein kinase, squeezable with correct 3D dimension proportion. That time there was not a 3D printer so I fold it by hand. -DT

 

 

.

Advertisements