Pokročilá chemoinformatika •Úvodní přednáška •únor 2017 Harmonogram • •Pondělí – čtvrtek 9:00 – 13:00 blok 1, 3, 5, 7 13:00 – 14:00 přestávka na oběd 14:00 – 18:00 blok 2, 4, 6, 8 •Pátek 12:00 – 14:00 zkouška 2 Bloky •Úvod (blok 1) •Databáze (blok 2) •QSAR/QSPR (blok 3 – 7) •Virtuální screening (blok 8) Chemoinformatika •“The use information technology and management has become a critical part of the drug discovery process. Chemoinformatics is the mixing of those information resources to transform data into information and information into knowledge for the intended purpose of making better decisions faster in the area of drug lead identification and organisation.” K. Brown, Annual Reports in Medicinal Chemistry 1998 •“Chemoinformatics - A new name for an old problem.” M. Hann, R. Green, Current Opinion in Chemical Biology 1999 •“The application of informatics methods to solve chemical problems.” Chemoinformatics: Johann Gasteiger, Thomas Engel (Eds.) 2003 4 –Johann Gasteiger Definice chemoinformatiky: “Využití informatických metod na řešení chemického problému.” 5 chemoinformatics vs cheminformatics Co může být chemický problém? •výpočet koncentrace roztoku, molekulové hmotnosti, vyčíslení rovnice reakce, …, obrázek nebo vzorec látky •chceme látku s určitou vlastnosti nebo aktivitou • •máme vymyšlenou strukturu, jak ji vyrobit? • •jak reakce dopadne nebo jak se stane s látka v prostředí? QSPR model QSAR vlastnost struktura návrh reakce/syntézy struktura výchozí látka reakce objasnění struktury produkt 7 > > > Jak to funguje? • • • •učení logickou indukcí • vs. •učení dedukcí experiment model predikce 8 Důležitost experimentálních dat pro chemoinformatické účely •Bez experimentálních dat nejsme schopni ve většině případů vytvářet zjednodušené modely pro predikci. •Výsledné prediktivní modely jsou závislé na kvalitě experimentálních dat. • • •Modely mohou fungovat pouze ne podskupině dat a nemůžeme výsledky zobecňovat. GARBAGE IN = GARBAGE OUT Hot topics •Drug design •Virtuální screening •Molekulové dokování •Reprezentace a vizualizace chemického prostoru •Databáze a nástroje Drug design uloha_screeningu.pdf Co potřebujeme znát? Nemoc hledání biochemických drah Protein + databáze molekul skríning “Leads” 12 Proč kombinace? bioinformatika chemoinformatika gen organická molekula protein léčivo 13 •Chemoinformatika •malé molekuly •“zrychlení”, zefektivění a zlevnění výzkumu a vývoje nových léčiv •primárně ve farmaceutickém průmyslu Bioinformatika •velké biomolekuly, sekvence •potřeba zpracování obrovského množství dat ze sekvenátorů •primárně ve výzkumu 14 Farmaceutický výzkum Farmaceutický výzkum •Kolik stojí uvedení jednoho léku na trh? •Jak dlouho to trvá? •Kolik máme fází klinického testování? •Jak farmaceutické firmy chrání svoje léky a jak dlouho je mohou takto chránit? •Co jsou to generická léčiva? Farmaceutický výzkum – cena jednoho nového léku Farmaceutický výzkum – délka vývoje jednoho léku proces.png Farmaceutický výzkum – délka vývoje jednoho léku Farmaceutický výzkum – fáze klinického testování Farmaceutický výzkum – ochrana léku •Ochrana nových léku pomocí patentu •Patent je ochrana duševního vlastnictví. Musí být podána patentová přihláška, lze chránit pouze nové nápady až na dobu 20 let v případě léků. •Je nutné platit patentové poplatky. •Patent může být prodán nebo licencován pomocí licenční smlouvy. •Na vědecké účely se patent nevztahuje. Farmaceutický výzkum – generická léčiva Farmaceutický výzkum •Kolik stojí uvedení jednoho léku na trh? přes 2,5 milliady $ •Jak dlouho to trvá? 7 – 30 let (v průměru 15.5 roku) •Kolik máme fází klinického testování? 3 fáze •Jak farmaceutické firmy chrání svoje léky a jak dlouho je mohou takto chránit? pomocí patentu na dobu až 20 let •Co jsou to generická léčiva? léčiva nechráněná patentem vyráběná různými firmami Chemoinformatický výzkum •Journal of Chemoinformatics •Journal of Chemical Information and Modeling •Journal of Drug Design, Development and Therapy •Journal of Drug Design and Research •Journal of Computational Chemistry •