在计算机辅助药物设计领域,基于配体的药物设计( LBDD 是早期苗头化合物挖掘的高效路线。即无需获取靶点蛋白晶体结构,仅依托已知活性先导物的三维药效团特征,就能批量筛选结构类似的候选分子。BioSolveIT 旗下 SeeSAR 软件的 Similarity Scanner 就是该场景下的标杆工具。

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SeeSAR 是由德国 BioSolveIT 开发的计算机辅助药物设计(CADD)软件,全球客户涵盖礼来、辉瑞、葛兰素史克、拜耳、罗氏、默克等众多国际知名制药企业。

武汉潇雨科技(Molyx)作为 BioSolveIT 在中国的授权合作伙伴,可为国内用户提供软件推广、技术支持及专业培训服务。


1.使用 Similarity Scanner 进行 3D 相似度叠合

该模块核心逻辑:提取模板分子氢键供体、氢键受体、疏水基团等药效特征,自动生成候选分子低能构象,通过三维叠合计算相似度评分,快速筛选具备潜在活性的衍生物。


启动 SeeSAR 软件,在主功能悬浮菜单栏中选中【 Similarity Scanner 】,即可进入三维相似度叠合模块。

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本地文件导入:点击左上角导入按钮,上传分子文件;或使用 SMILES 字符串粘贴:直接在输入框内粘贴分子 SMILES 编码,软件会自动解析生成二维、三维结构。本次教程所用模板 reference_mol、候选物 mol1、mol2、mol3 均通过该方式录入。

教程中使用 SMILES 为

O=C(c1ccc2)N([C@H](CC3)C3(F)F)C(C(F)(F)F)=Nc1c2Br reference_mol 

O=C(c(ccc(Cl)c1)c1N1)N([C@H](C2)C[C@]2(CBr)F)C1=S mol1   

O=C(/C=C(/C(F)(F)F)\c(cc1)ccc1Cl)O[C@@H](CC1)C1(F)F mol2 

C[C@H]([C@@](C1CC1)(C(F)(F)F)Oc(c1ccc2)c2Cl)C1=O mol3

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在分子列表内右键点击已知活性的先导分子 reference_mol,选择【 Use as Reference in → Similarity Scanner 】,将其设为相似度比对的模板分子。软件会锁定该分子的药效团、空间构型作为评判标准,后续所有候选分子都会和该模板做三维叠合匹配。
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还可以应用药效团约束,使生成结果中的关键基团保持在所需位置。
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确认模板、待筛分子列表无误后,点击运行按钮启动扫描任务。

软件会自动为每一个候选分子采样、生成若干低能构象,并和参考模板做三维对齐,同步计算分子量 MW、脂水分配系数 LogP 和拓扑极性表面积 TPSA 等关键参数。

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任务运算结束后,可得到相关核心数据。
  • 相似度星级评分:星级越高,代表该构象和模板分子药效团空间排布重合度越高。
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点击列表表头的【 Similarity Rating 】,就能够按照相似度高低进行排序。
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2.导入分析模式


点击分子列表区域,在弹出菜单中选择【 Check all 】,一键勾选计算完成的分子构象。
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把选中的分子批量转入 Analyzer 分析工具。
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点击图中漏斗图标,可使用筛选功能。

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设置需要筛选的条件。
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示例筛选条件为 LogP≤4,随后点击开始筛选。
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点击图示按钮,可显示或隐藏相关的数据。
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点击界面的【 Switch to grid 】按钮,即可从单列列表视图切换为网格视图。

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网格视图可同时展示多个分子的结构缩略图,能够直观比对不同构象和模板分子的叠合效果;筛选完毕后可切回列表视图,查看精准的数值参数。

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Analyzer 支持批量筛选、导出数据表,可用于对比不同候选分子的成药性,筛选综合性能优异的化合物,支撑后续构效关系分析。

相较于依赖蛋白结构的分子对接,Similarity Scanner 大幅降低了早期药物筛选的门槛,当靶点尚无解析晶体结构时,研究者仅凭借少数已验证活性的小分子,就可以快速筛选化合物,是先导化合物优化阶段非常实用的工具。

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