Discovery Studio

Discovery Studio – разработка препарата

Разработка новых медицинских препаратов – это сложнейший процесс поиска оптимальных решений. В ходе этого процесса ученым-исследователям необходимо постоянно улучшать биохимическую эффективность препарата, при этом одновременно оптимизируя показатели токсичности и ADME (Absorption, Distribution, Metabolism, and Excretion – всасывание, распределение, метаболизм и выведение). Программное обеспечение BIOVIA Discovery Studio, является наиболее совершенной масштабируемой средой для проведения совместных исследований и разработок в области медико-биологических наук, использующее зарекомендовавшие себя годами экспертных исследований эталонные прикладные технологии CHARMm, MODELER, ZDock, Delphi, Catalyst, DMol3, Vamp, TopKat, AggMap и Developability Index.

Ключевые особенности

Это полный комплекс проверенных научно-прикладных технологий, созданный на основе программы BIOVIA Pipeline Pilot. Данное программное обеспечение представляет собой уникальное сочетание открытых настраиваемых инструментов, разработанных и актуализированных под современные потребности проведения совместных исследований и разработок в области биологии и медицины.

  • Методы расчетов и анализа, учитывающие все стадии разработки препарата: от принятия решения о создании до момента описания клинического и терапевтического эффекта;
  • Основные научные разработки, лежащие в основе Discovery Studio, подтверждаются исследованиями, проводившимися экспертами в течение 30 лет;
  • Наряду с DS Visualizer, Discovery Studio предлагает доступную визуализацию и программную среду для совместных исследований.

Форма обратной связи

Проконсультируйтесь у нашего специалиста по вопросам лицензирования, возможностям Discovery Studio и ценовым предложениям.

Будем рады ответить на Ваши вопросы.

Pipeline Pilot

Единое графическое платформенное решение, которое за счет интеграции с прочими продуктами BIOVIA оптимизирует процесс исследований, повышает операционную эффективность, снижает затраты исследования и IT, а также автоматизирует процесс научно обоснованного анализа данных, что позволяет быстро просматривать, визуализировать и составлять отчеты о результатах проведенных исследований.

Materials Studio

Пакет BIOVIA Materials Studio разработан для специалистов в области вычислительных исследований в химии, материаловедении, нанофизике. Решение предоставляет различные инструменты моделирования кристаллических структур и процессов кристаллизации, для исследования свойств полимеров, катализа и т.д. . Он содержит более 30 модулей с различными функциональными возможностями. Построение пакета создает дружественный интерфейс для пользователя и предоставляет возможность проводить обмен изучаемыми моделями между различными вычислительными модулями, которые способны проводить расчеты свойств моделируемых структур в рамках квантово-механических, полуэмпирических, параметризованных эмпирических и классических представлений.

Модель

  • Автоматизированный каскад моделирования для простого и быстрого создания высококачественных полноразмерных 3D-моделей антител, Fab или Fv-моделей из набора последовательностей цепей легких и тяжелых антител и тщательно подобранной базы данных шаблонов антител PDB;
  • Полная поддержка часто используемых схем аннотации антител – IMGT, Chothia, Kabat и Honegger;
  • Одновременно и независимо выполнять множественное выравнивание последовательностей тяжелых и легких цепей;
  • Дополнительные экспертные инструменты для идентификации шаблонных структур антител и построения высококачественных моделей гомологии;
  • Способность создавать структуры биспецифических полноразмерных антител;
  • Уточнение петель CDR с помощью шаблона, трансплантации петель или моделирования петель de novo;
  • Выполните подробный анализ модели.

Дизайн

  • Проведите прогнозирование термической или pH-мутационной стабильности и сродства связывания;
  • Определите потенциально стабильные места дисульфидных мостиков;
  • Выполните стыковку антитело-антиген с помощью ZDOCK для определения критических взаимодействующих остатков
    • Прогнозировать остаточные мутации для гуманизации антител без ущерба для стабильности или эффективности антител;
    • Изучите конформационную гибкость с помощью явного моделирования молекулярной динамики (MD) на основе растворителей с использованием CHARMm или NAMD.

Предсказание

  • Рассчитайте биофизические свойства, включая изоэлектрическую точку, растворимость, вязкость (SCM *) и склонность к агрегации (индекс развития – SAP *) для ранней оценки пригодности для разработки;
  • Прогнозирование сайтов, подверженных посттрансляционным модификациям (PTM), с помощью поиска мотивов на основе последовательностей.

Поиск

  • Выполняйте поиск нескольких последовательностей с помощью BLAST и PSI-BLAST в локальных базах данных или базах данных NCBI;
  • Для многоцепочечных белков одновременно и независимо выполнять множественное выравнивание последовательностей каждой белковой цепи;
  • Предсказать трансмембранные спирали в последовательностях трансмембранных белков;
  • Прогнозирование сайтов, подверженных посттрансляционным модификациям (PTM), с помощью поиска мотивов на основе последовательностей.

Модель

  • Анализировать и готовить структуры из репозиториев трехмерных структур (например, PDB);
  • Создавайте 3D-модели конструкций с помощью MODELER;
  • Проверить качество модели конструкции;
  • Используйте LOOPER для систематического поиска контуров петель и ранжирования с помощью CHARMm;
  • Переносите конформации петли из структуры шаблона на целевую модель;
  • Систематическая оптимизация боковых цепей аминокислот с помощью моделирования ChiRotor CHARMm;
  • Используйте ZDOCK для выполнения стыковки белок-белок и изучения взаимодействий партнеров по связыванию;
  • Изучите конформационную гибкость с помощью явного моделирования молекулярной динамики (MD) на основе растворителей с использованием CHARMm или NAMD.

Дизайн

  • Прогнозируйте электрические свойства белка, включая pH-зависимую стабильность и состояние протонирования, а также изоэлектрическую точку;
  • Проведите прогнозирование термической или pH-мутационной стабильности и сродства связывания;
  • Определите потенциально стабильные места дисульфидных мостиков;
  • Рассчитайте биофизические свойства, важные для белковой рецептуры, включая вязкость и растворимость.

Построение

  • Автоматически генерировать фармакофоры на основе доступных данных
    • Наборы активных лигандов;
    • Сайты связывания рецепторов;
    • Рецепторно-лигандные комплексы.
  • Выполните тщательную проверку фармакофоров на основе наборов контрольных соединений с известной активностью;
  • Гипотезы могут включать
    • Геометрические запросы на основе признаков;
    • Сходство формы;
    • «Запрещенное» пространство.
  • Выйдите за пределы ограничений классических алгоритмов выяснения фармакофоров, исследуя Ensemble Pharmacophores для очень больших / разнообразных наборов соединений с риском нескольких способов действия.

Применение

Проведите надежные скрининговые исследования фармакофоров

  • Создание и поиск баз данных трехмерных конформаций;
  • Рассмотрите и проанализируйте полное конформационное пространство ваших лигандов;
  • Изучите нецелевую активность и перепрофилирование лекарств с помощью базы данных PharmaDB *.

Discovery Studio теперь включает самую обширную базу данных для профилирования лигандов. Построенный на основе scPDB * и проверенный с его использованием, PharmaDB содержит примерно 240 000 фармакофорных моделей рецептор-лиганд.

Создание

Разработайте и охарактеризуйте свои лиганды и комбинаторные библиотеки

  • Перечислить библиотеки на основе реакции или ядра;
  • Перечислить состояния ионизации, таутомеры и изомеры;
  • Отфильтруйте плохих кандидатов с помощью нежелательных функциональных групп и правил Липинского и Вебера или ваших собственных критериев;
  • Рассчитайте многочисленные физико-химические свойства и отпечатки пальцев;
  • Оптимизация комбинаторных библиотек с помощью оптимизации Парето, анализа разнообразия и сходства;
  • Инструменты кластеризации и 3D-визуализация с использованием анализа PCA.

QSAR

  • Комплексная и последовательная подготовка данных:
    • Лиганды: удаление дубликатов и обработка таутомеров и ионизации;
    • Подготовить свойство ответа (масштабирование и биннинг);
    • Разделите данные на наборы для обучения и тестирования с помощью соответствующих методов.
  • Выбирайте из большого количества физико-химических, топологических, электронных, геометрических. дескрипторы на основе отпечатков пальцев и квантовой механики;
  • Создавайте статистические модели, включая байесовские модели, MLR (множественная линейная регрессия), PLS (частичные наименьшие квадраты) и GFA (генетический функциональный анализ);
  • Анализировать и проверять модели с использованием областей применимости моделей (MAD), автоматической проверки набора тестов, перекрестной проверки и статистических показателей;
  • Выявление преобразований согласованных молекулярных пар (MMP) и провалов исследовательской активности.

ADMET

Получите раннюю оценку своих соединений, рассчитав прогнозируемые свойства ADMET (абсорбция, распределение, метаболизм, экскреция и токсичность) для коллекций молекул, таких как кандидаты для синтеза, библиотеки поставщиков и коллекции для скрининга. Используйте результаты, чтобы исключить соединения с неблагоприятными характеристиками ADMET и оценить предлагаемые структурные усовершенствования, предназначенные для улучшения этих свойств перед синтезом.
Дескрипторы ADMET включают:

  • Всасывание в кишечнике человека;
  • Растворимость в воде;
  • Проникновение через гематоэнцефалический барьер;
  • Связывание с белками плазмы;
  • Связывание CYP2D6;
  • Гепатотоксичность;
  • Фильтровать наборы небольших молекул для нежелательных функциональных групп на основе опубликованных правил SMARTS.

TOXICOLOGY

Оцените эффективность ваших соединений в экспериментальных анализах и на моделях на животных. Вычисляйте и проверяйте оценки токсического воздействия химических веществ и воздействия на окружающую среду исключительно на основе их молекулярной структуры. TOPKAT® (Прогнозирование токсичности с помощью компьютерных технологий) использует надежные и перекрестно проверенные модели количественной зависимости структурной токсичности (QSTR) для оценки различных конечных точек и использования запатентованного метода проверки оптимального прогностического пространства для помощи в интерпретации результатов.

Обратите внимание:
подробные сведения о наших расширяемых моделях TopKat были опубликованы в формате отчета модели QSAR (QMRF) в «Базе данных моделей QSAR» Объединенного исследовательского центра Европейской комиссии (JRC).

  • Мутагенность Эймса;
  • Канцерогенность для грызунов (данные NTP и FDA);
  • Доказательства канцерогенности;
  • Канцерогенное действие TD50;
  • Потенциал токсичности для развития;
  • Крыса орально LD50;
  • Максимально переносимая доза крысы;
  • Ингаляционная токсичность для крыс LC50;
  • Крыса хроническая LOAEL;
  • Раздражение и сенсибилизация кожи;
  • Раздражение глаз;
  • Аэробная биоразлагаемость;
  • Толстоголовый гольян LC50;
  • Дафния магна EC50.

Моделирование

  • CHARMM
    • Выполняйте явную минимизацию растворителей или неявную минимизацию на основе растворителей и моделирование молекулярной динамики (МД);
    • Поддержка графического процессора через DOMDEC и OpenMM.
  • NAMD
    • Выполните явное моделирование МД растворителя;
    • Сольватируйте белок с явной мембраной и запустите моделирование МД.
  • DMol3 / CHARMm
    • Рассчитайте энергию в одной точке или выполните минимизацию комплексов рецептор-лиганд с помощью гибридного моделирования квантовой механики / молекулярной механики (КМ / ММ).

Модель

  • Поддержка широкого спектра силовых полей, включая CGenFF, charmm36, CHARMm и другие;
  • MATCH метод ввода лигандов с помощью charmm36;
  • Полная поддержка механизма патчей CHARMM;
  • Метод быстрой явной водной сольватации с дополнительными противоионами, подходящий для очень больших молекулярных систем;
  • Сольватация трансмембранного белка в предварительно уравновешенный липидный бислой;
  • Анализ траекторий МД.

Исследования

  • Выполняйте быстрые и точные прогнозы ионизации белка и остаточного pKs для приготовления белка;
  • Используйте CDOCKER, механизм стыковки на основе CHARMm, чтобы выполнять гибкую стыковку и уточнение на основе лигандов;
  • Оптимизация позы для нескольких лигандов в контексте рецептора;
  • Рассчитайте энергии связи стыкованных поз;
  • Точно спрогнозируйте относительную энергию связывания лиганда для ряда родственных лигандов, используя метод возмущения свободной энергии (FEP);
  • Рассчитайте относительную свободную энергию связывания для комбинаторной библиотеки лигандов, смоделированной с помощью Multi-Site Lambda Dynamics (MSLD);
  • Оцените свободную энергию связывания лиганда и изучите расщепление лиганда с помощью моделирования управляемой молекулярной динамики (SMD) на основе CHARMm;
  • Изучите эффекты электростатического потенциала с помощью уравнения Пуассона-Больцмана (PB) CHARMm.

CHARMM

Биомолекулярные процессы основаны на разнообразных динамических взаимодействиях между белками, лигандами, растворителями и ионами. Часто особенности этих взаимодействий трудно уловить с помощью одних только физических экспериментов из-за коротких временных масштабов, в которых они происходят. Моделирование может помочь выяснить энергетику этих процессов, обеспечивая понимание их механизма действия и свойств.

Discovery Studio использует универсальную программу молекулярного моделирования CHARMm . Благодаря более чем 30-летнему рецензированию научных исследований, CHARMm нацелен на изучение биологических систем, таких как белки, пептиды, низкомолекулярные лиганды, нуклеиновые кислоты, липиды и углеводы.

Строение макромолекул

Определение трехмерной структуры и свойств макромолекул, таких как ферменты и антитела, является фундаментальным компонентом широкого спектра исследовательской деятельности. Например, различные конформации, которые возникают в результате нормальной молекулярной динамики или взаимодействий с лигандами или другими белками, могут обнаруживать новые сайты связывания или давать ключи к разгадке их функции.

Хотя структуры тысяч молекул были определены экспериментально, получение структурных данных с высокой точностью остается нетривиальным процессом.

Моделирование может расширить физические эксперименты, давая представление о структуре макромолекул. Кроме того, такие методы, как моделирование гомологии, могут помочь предсказать структурные модели новых молекул, направляя терапевтический дизайн и усилия по разработке белков.
Discovery Studio предоставляет обширный портфель лидирующих на рынке проверенных научных инструментов, способных помочь во всех аспектах исследования на основе макромолекул.

Строение молекул

Структурно-ориентированный дизайн (SBD) и связанный с ним фрагментный дизайн (FBD) – хорошо зарекомендовавшие себя стратегии рациональной разработки низкомолекулярных лекарственных средств. Знание того, как небольшая молекула связывается с белком, дает значительные преимущества как с точки зрения определения приоритетов соединений для раннего скрининга, так и с точки зрения оптимизации эффективности и селективности. Discovery Studio предоставляет обширный масштабируемый портфель научных инструментов, предназначенных для поддержки и поддержки стратегий SBD и FBD от обнаружения попаданий до оптимизации потенциальных клиентов на поздних этапах.

Создание препаратов

Связывающие взаимодействия белков и лигандов возникают из-за множества стерических и электрохимических факторов. Понимание этих взаимодействий может помочь исследователям быстрее выявлять многообещающих новых терапевтических кандидатов.

Фармакофоры отображают эти особенности в трехмерном пространстве, предоставляя простые средства для виртуального скрининга библиотек соединений, определения характеристик связывания существующих отведений и оптимизации их работы.

BIOVIA Discovery Studio использует набор инструментов CATALYST для моделирования и анализа фармакофоров, чтобы помочь в оценке терапевтических средств на малых молекулах с данными, структурированными по мишеням, или без них. Он поддерживает разработку новых лекарственных препаратов, многоцелевых лекарственных препаратов и профилирование деятельности для стимулирования исследований и разработок малых молекул.

QSAR, ADMET

Понимание и количественная оценка взаимосвязи между структурой и активностью может существенно повлиять на оптимизацию лидов и разработку лекарств, сводя к минимуму утомительные и дорогостоящие эксперименты.

Создавайте, проверяйте и применяйте свои собственные модели, основанные на широком спектре подходов, и продолжайте улучшать их по мере появления новых данных.

Оцените потенциальный риск, связанный с неблагоприятными фармакокинетическими свойствами и потенциальной токсичностью, с помощью распределенных моделей BIOVIA, расширьте их, чтобы лучше охватить ваше собственное химическое пространство, и используйте понятные признаки для обхода таких проблем.

Антитела

Биотерапевтические препараты обладают рядом уникальных преимуществ по сравнению с низкомолекулярными лекарствами. Их повышенное сродство и избирательность позволили исследователям решать новые и сложные задачи.

Это привело к резкому увеличению количества проектов НИОКР, посвященных антителам и другим биологическим средствам лечения, таким как биспецифические препараты. Однако эти проекты также должны преодолевать аналогичные проблемы в области безопасности и фармакокинетики, с которыми сталкиваются небольшие молекулы, хотя и с другой точки зрения. Такие факторы, как высокая иммуногенность или низкая растворимость, могут убить развитие эффективного кандидата.

Моделирование и симуляция могут значительно продвинуть развитие этих новых классов терапевтических средств. Например, исследователи могут предсказать свойства состава антитела и предложить мутации для их быстрого и недорогого улучшения по сравнению с одними только лабораторными экспериментами.

С этой целью BIOVIA Discovery Studio предлагает богатый набор инструментов, помогающих руководствоваться разработкой биотерапевтических средств, позволяя командам оптимизировать работу кандидатов in silico и упростить их физическую работу.

Визуализация

Молекулярная визуализация – ключевой аспект анализа и распространения исследований моделирования. Это позволяет визуализировать механистическое понимание структуры молекулы, так что ключевые идеи могут быть разделены между экспертами по вычислительному моделированию и членами совместной группы.

Визуализатор BIOVIA Discovery Studio – это бесплатное многофункциональное приложение для молекулярного моделирования для просмотра, обмена и анализа данных о белках и малых молекулах. Эксперты и их коллеги могут беспрепятственно и эффективно обмениваться результатами без потери времени или научной информации.

    Академическое сообщество

    Согласен на обработку персональных данных.Политика конфиденциальности







        Получить CST Studio Suite Student Edition

        Согласен на обработку персональных данных. Политика конфиденциальности

          Получить стоимость лицензии CST Studio Suite
          для исследовательской деятельности

          Согласен на обработку персональных данных. Политика конфиденциальности

            Получить стоимость лицензии CST Studio Suite
            на учебный класс

            Согласен на обработку персональных данных. Политика конфиденциальности

              Получить стоимость лицензии XFlow
              для исследовательской деятельности

              Согласен на обработку персональных данных. Политика конфиденциальности

                Получить стоимость лицензии XFlow
                на учебный класс

                Согласен на обработку персональных данных. Политика конфиденциальности

                  Получить Abaqus Student Edition

                  Согласен на обработку персональных данных. Политика конфиденциальности

                    Получить стоимость лицензии SIMULIA Abaqus
                    для исследовательской деятельности

                    Согласен на обработку персональных данных. Политика конфиденциальности

                      Получить стоимость лицензии SIMULIA Abaqus
                      на учебный класс

                      Согласен на обработку персональных данных. Политика конфиденциальности

                        Запрос коммерческого предложения

                        Согласен на обработку персональных данных. Политика конфиденциальности

                        Сообщить об опечатке

                        Текст, который будет отправлен нашим редакторам: