RAPID (RANDOMIZED PHARMAKOPHORE IDENTIFICATION)
Pharmacophore /
Invariant - suatu bentuk tiga dimensi spesifik dari sifat biologis yang umum
untuk semua konformasi aktif dari serangkaian ligan yang menunjukkan aktivitas
tertentu. Pharmacophore: pengaturan 3D fitur penting yang memungkinkan molekul
untuk memberikan efek biologis tertentu.
(IUPAC)
sebagai "ensemble fitur sterik dan elektronik diperlukan untuk memastikan
interaksi supra-molekul yang optimal dengan struktur target biologis tertentu
dan untuk memicu (atau memblokir) respons biologisnya. Menurut definisi ini,
pola interaksi molekul bioaktif dengan target mereka direpresentasikan melalui
susunan tiga dimensi (3D) fitur abstrak yang mendefinisikan interactiontypesratherthansecfunctionalgroups.
Jenis-jenis interaksi ini, misalnya, mencakup pembentukan ikatan hidrogen,
interaksi bermuatan, interaksi logam, atau kontak hidrofobik (H) dan aromatik
(AR). Selain itu, banyak program pemodelan farmakofora memungkinkan penambahan
kendala sterik. Yang disebut volume eksklusi (XVols) ini meniru geometri
kantung pengikat dan mencegah pemetaan senyawa yang akan menjadi tidak aktif
dalam penilaian eksperimental, dengan memasukkan corong ke dalam permukaan.
Alasan Dilakukan
Dalam Penelitian :
1.
Identifikasi
farmakofora sangat penting dalam desain obat karena seringkali struktur
reseptor yang ditargetkan tidak diketahui tetapi sejumlah molekul yang
berinteraksi dengan beberapa reseptor telah
ditemukan oleh eksperimen. Dalam kasus ini farmakofora digunakan sebagai
template untuk memperoleh obat yang lebih efektif. Diharapkan bahwa teknik dan
hasili akan terbukti dan berguna dalam aplikasi lain seperti skrining database
molekuler dan analisis lapangan molekuler komparatif.
Fungsi Pharmachopere
Dalam kimia komputasi modern, farmakofora
digunakan untuk menentukan fitur-fitur penting dari satu atau lebih molekul
dengan aktivitas biologis yang sama. Database dari beragam senyawa kimia
kemudian dapat dicari untuk lebih banyak molekul yang berbagi fitur yang sama
yang diatur dalam orientasi relatif yang sama. Pharmacophores juga digunakan
sebagai titik awal untuk mengembangkan model 3D-QSAR. Alat-alat tersebut dan
konsep terkait "struktur istimewa", yang didefinisikan sebagai
kerangka kerja molekuler yang mampu menyediakan ligan berguna untuk lebih dari
satu jenis reseptor atau target enzim oleh modifikasi struktural yang
bijaksana.
Masalah
Identifikasi Pharmacophore :
Dalam RAPID, identifikasi invariants
geometrik dalam kumpulan ligan fleksibel yang dilambangkan dengan M = {M1, M2,
... Mn}, diperlakukan sebagai proses dua tahap yang menangani dua masalah
berikut:
1. Soal 1 (Pencarian Konformasi)
Dengan koleksi ligan M = {M1, M2, ... Mn}, derajat kebebasan untuk
masing-masing, dan fungsi energi E, temukan untuk setiap Mi serangkaian
konformasi C (Mi) = {Ci1, Ci2, ..., Ciki}, seperti E (Cij) <= THRESHOLD dan
d (Cij, Cil)> TOLERANCE untuk l! = J dan 1 <= j, l <= ki, di mana THRESHOLD
dan TOLERANCE adalah pra -nilai yang ditentukan dan d (.,.) adalah fungsi jarak
2.
Soal
2 (Invarian Identification) koleksi ligan M = {M1, M2, ... Mn}, di mana setiap
Mi memiliki seperangkat konformasi C (Mi) = {Ci1, Ci2, ..., Ciki}, menentukan
satu set berlabel poin S dalam R3 dengan properti bahwa untuk semua i E {1,
..., N} ada beberapa Cij EC (Mi) sehingga S adalah kongruen untuk beberapa
bagian dari Cij. Solusi S, jika ada, disebut invariant dari M.
Syarat
Konformasi
1. Hanya derajat kebebasan
torsional yang dipertimbangkan karena ini adalah nilai yang menunjukkan variasi
besar dalam nilainya.
2.
konformasi
acak dengan memilih setiap derajat kebebasan dari rentang yang diizinkan sesuai
dengan distribusi yang ditentukan pengguna.
3.
Sebuah
minimizer yang efisien digunakan untuk mendapatkan konformasi pada minima
energi lokal.
Proses
untuk mengembangkan model pharmacophore umumnya melibatkan langkah-langkah
berikut:
1. Pemilihan satu set ligan.
Pilih
satu set molekul yang beragam secara struktural yang akan digunakan untuk
mengembangkan model farmakofora. Sebagai model farmakofora harus dapat
membedakan antara molekul dengan dan tanpa bioaktivitas, himpunan molekul harus
mencakup senyawa aktif dan tidak aktif.
2.
Analisis
konformasi
Dihasilkan
satu set konformasi energi rendah yang mungkin mengandung konformasi bioaktif
untuk masing-masing molekul yang dipilih.
3.
Superimpose
Molekul
Superimpose
("cocok") semua kombinasi dari konformasi energi rendah dari molekul.
Kelompok-kelompok fungsional serupa (bioisosterik) yang umum untuk semua
molekul dalam rangkaian dapat dipasang (misalnya, gugus fenil atau gugus asam
karboksilat). Set konformasi (satu konformasi dari setiap molekul aktif) yang
menghasilkan fit terbaik dianggap sebagai konformasi aktif.
4.
Abstraksi
Transformasikan
molekul yang dilapiskan ke dalam representasi abstrak. Misalnya, cincin fenil
yang dilapiskan mungkin dirujuk lebih konseptual sebagai elemen farmakofora
'cincin aromatik'. Demikian juga, gugus hidroksi dapat ditunjuk sebagai elemen
farmakofor 'hidrogen-ikatan donor / akseptor'.
Validasi - Model
farmakofora adalah akuntansi hipotesis untuk aktivitas biologis yang diamati
dari sekumpulan molekul yang mengikat target biologis umum. Model ini hanya
valid sejauh mampu memperhitungkan perbedaan dalam aktivitas biologis dari
berbagai molekul.
PERTANYAAN
1. Bagaimana cara mengaplikasikan pharmacophere dalam drug design ?
2. Sebutkan langkah drug design secara komputerisasi ?
3. Aplikasi dalam kehidupan sehari hari berkaitan dengan pharmacopere?
4.apakah yang dimaksud farmakopor dalam mendisign obat baru?
5. sebutkan fitur farmakopor ?
DAFTAR PUSTAKA
1. Ehrlich, P. Über die constitution des diphtheriegiftes. Deutsch. Med. Wochschr. 1898, 24, 597–600. [CrossRef]
2. Güner, O.F.; Bowen, J.P. Setting the record straight: The origin of the pharmacophore concept. J. Chem. Inf. Model. 2014, 54, 1269–1283. [CrossRef] [PubMed]
3. Schueler, F.W. Chemobiodynamics and Drug Design; McGraw-Hill: New York, NY, USA, 1960.
4. Wermuth, G.; Ganellin, C.R.; Lindberg, P.; Mitscher, L.A. Glossary of terms used in medicinal chemistry (iupac recommendations 1998). Pure Appl. Chem. 1998, 70, 1129–1143.
PERTANYAAN
1. Bagaimana cara mengaplikasikan pharmacophere dalam drug design ?
2. Sebutkan langkah drug design secara komputerisasi ?
3. Aplikasi dalam kehidupan sehari hari berkaitan dengan pharmacopere?
4.apakah yang dimaksud farmakopor dalam mendisign obat baru?
5. sebutkan fitur farmakopor ?
DAFTAR PUSTAKA
1. Ehrlich, P. Über die constitution des diphtheriegiftes. Deutsch. Med. Wochschr. 1898, 24, 597–600. [CrossRef]
2. Güner, O.F.; Bowen, J.P. Setting the record straight: The origin of the pharmacophore concept. J. Chem. Inf. Model. 2014, 54, 1269–1283. [CrossRef] [PubMed]
3. Schueler, F.W. Chemobiodynamics and Drug Design; McGraw-Hill: New York, NY, USA, 1960.
4. Wermuth, G.; Ganellin, C.R.; Lindberg, P.; Mitscher, L.A. Glossary of terms used in medicinal chemistry (iupac recommendations 1998). Pure Appl. Chem. 1998, 70, 1129–1143.