Discovering Dengue Drugs - Together - Phase 2

来自中国分布式计算总站

Discovering Dengue Drugs - Together - Phase 2

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开发者 美国德克萨斯州加尔维斯敦市德克萨斯大学医学分部United States.gif
版本历史
运算平台 Windows.pngLinux.pngMacos.png
项目平台 BOINC
程序情况
任务情况 10天任务限期
项目状态 运行中/开放注册
项目类别 生命科学类
优化程序
计算特点 CPU密集:

支持0分享率

支持GPU计算

官方网址 Discovering Dengue Drugs - Together - Phase 2
https://www.worldcommunitygrid.org/research/dddt2/news.do?rss=1&filterCategory=2_109 通过 RSS 获取项目新闻


发现治疗登革热的药物 - 齐心协力 - 第 2 阶段

本项目是 IBM 公司主持的 World Community Grid 项目的子项目。

项目概述

项目状态和成果

“发现治疗登革热的药物 - 齐心协力 - 第 2 阶段”Web 站点的页面中提供了有关该项目的信息,另外,项目科学家也在该站点中提供了信息。如果对该项目有意见或疑问,请访问“发现治疗登革热的药物 - 齐心协力 - 第 2 阶段”论坛


任务

“发现治疗登革热的药物 - 齐心协力 - 第 2 阶段”项目的任务是发现有希望对抗登革热、丙型肝炎、西尼罗河病毒、黄热病以及其他相关病毒的候选药物。World Community Grid 强大的计算能力用于完成发现这些候选药物所需的基于结构的药物发现计算。


意义

该项目的目标是发现有希望阻止黄病毒科病毒复制的候选药物。该病毒科的成员包括登革热、丙型肝炎、西尼罗河病和黄热病等病毒,无论是在发达还是发展中国家或地区,这些病毒对于健康都是严重的威胁。超过 40% 的全球人口都受到登革热病毒感染的危险。每年约有 150 万人接受治疗登革热和登革出血热的治疗。而全球约有 2% 的人口已经感染了丙型肝炎病毒。黄热病和西尼罗河病毒也在全球造成非常严重的危害。遗憾的是,目前还缺少有效的药物来治疗这些疾病。因此,现在只能采取辅助疗法来治疗这些传染病并尽量降低死亡率,而这对于全球业已不堪重负的医疗机构而言无疑是雪上加霜。人们期望特定抗病毒的广谱药物的发现能够显著改善全球人类的健康状况。


方法

有希望对抗这些病毒并防止其致病的一种方法是开发能够抑制病毒性 NS3 蛋白酶的药物。对于病毒复制而言,NS3 蛋白酶是一种非常关键的酶,而且其氨基酸序列和原子结构在黄病毒科病毒导致的各种疾病中都非常类似。由于研究人员已经了解了 NS3 蛋白酶的原子结构,因此可以利用基于结构的高级计算药物发现方法来确定小型的分子蛋白酶抑制剂。

研究人员已经在这个方向取得了重大进展,他们发现能够在细胞性质方面抑制登革热和西尼罗河病毒蛋白酶以及阻止病毒复制的化合物。但是,还需要发现更多的候选药物,以便提高将药物线索转变为经过验证能够治疗黄病毒科传染病的药物的可能性,并最大程度降低病毒抗性。为了取得成功,研究人员使用 World Community Grid 的计算能力来完成分为两个阶段的新项目,以达到通过计算机发现药物的目的。

“发现治疗登革热的药物 - 齐心协力”项目的第 1 阶段(已于 2009 年 8 月完成)使用了由斯克里普斯研究所的 A. Olson 博士及其团队开发的 AutoDock 软件,系统地来筛选了约 300 万类药小分子,并从中选出了数千种可能与病毒 NS3 蛋白酶产生剧烈相互作用的分子。这些计算预测了每个小分子与蛋白酶结合时可能的结构,并提供了用于区分蛋白酶抑制剂(称为第 1 阶段“命中项”)和未结合分子的初步衡量标准。

遗憾的是,第 1 阶段约 90-95% 的“命中项”都属于“假阳性”。因此,在实验室测试第 1 阶段的“命中项”效率非常低(尽管德克萨斯大学医学分部 [UTMB] 的研究人员发现了多种在生物化学和细胞化验中显示良好活性的第 1 阶段化合物)。

该项目的第 2 阶段旨在减少第 1 阶段“假阳性”(即走进“死胡同”)预测的数量。第 2 阶段将使用由哈佛大学的 Martin Karplus 及其团队开发的 CHARMM 程序来选出数千个有希望的第 1 阶段“命中项”,并对每一项以计算方法执行要求严格的分子动力学模拟,以便准确计算集合的 Gibbs 自由能量。这些计算有助于更好地预测类药小分子如何与不同的黄病毒蛋白酶紧密地结合在一起。这样就可以从第 1 阶段“命中项”列表中剔除许多“假阳性”项。因此,第 2 阶段将生成由“真阳性命中项”充实的列表。与第 1 阶段相比,在 UTMB 实验室测试第 2 阶段的“命中项”效率更高而且结果更理想。


关于工作单元可用性的声明

第 2 阶段自由能量计算和研究的本质要求每个蛋白酶和配体系统连续执行三个程序,每个程序之间都需要人工分析和干预。而且,每个程序都具有不同的处理特征和计算环境需求。项目在程序之间切换时,第 2 阶段工作单元可能暂时不可用,而项目看起来好像间断地运行。这与大多数 World Community Grid 项目形成对比,大多数项目的工作单元是持续可用的,直至项目结束。建议 World Community Grid 成员允许其他网格项目在第 2 阶段工作单元不可用时运行。


研究参与者

“发现治疗登革热的药物 - 齐心协力”项目的首席研究员是来自美国德克萨斯州加尔维斯敦市德克萨斯大学医学分部的 Stan Watowich 博士。来自美国伊利诺斯州芝加哥市 University of Chicago 的 Benoit Roux 博士是联席首席研究员。


计算方面的科学家包括:
Yuqing Deng 博士,来自美国伊利诺斯州芝加哥市的 Argonne National Laboratory
Robert Malmstrom,来自美国德克萨斯州加尔维斯敦市德克萨斯大学医学分部的博士研究生
Suzanne Tomlinson,来自美国德克萨斯州加尔维斯敦市德克萨斯大学医学分部的博士研究生


合作者包括:
Alan Barrett 博士,来自美国德克萨斯州加尔维斯敦市的德克萨斯大学医学分部
Jay Boisseau 博士,来自美国德克萨斯州奥斯汀市德克萨斯大学奥斯汀分校的 Texas Advanced Computing Center
Jean-Loup Faulon 博士,来自美国加州伯克利市的 Sandia National Laboratory
Scott Gilbertson 博士,来自美国德克萨斯州加尔维斯敦市的德克萨斯大学医学分部

来自 Galveston National Laboratory 的研究人员


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