科學家繪制出完整藥用小分子空間“地圖”

　　據物理學家組織網4月23日(北京時間)報道，美國杜克大學化學家最近開發出一種新的計算機算法，能模擬出所有的含碳小分子，經過分類編目后形成一份特殊的小分子空間“地圖”，幫助化學家在實驗室里將這些分子真正制造出來。這一成果有望成為藥物開發人員的得力工具，以尋找更有效的藥物和新材料。相關論文在線發表于4月的《美國化學協會會刊》上。

　　小分子空間(SMU)是所有分子量在500道爾頓及以下、具有合成可能性的有機分子。這類分子約有 1060種。目前的資料庫只描述了小分子空間中約10億種分子，迄今合成出來的化合物約有1億種。而且這些分子在結構上很相似，很多來自空間中的同一區域。在那些未曾探索過的區域里，更可能存在著最棘手難題的分子答案。

　　為探索化學空間里的新區域，研究人員設計了一種新的計算機算法來繪制整個小分子空間。杜克大學博士后亞倫·威夏普編寫了新算法，讓小的隨機化學反應變成苯環結構，然后按照與之相符的小分子空間位置，給生成的新分子分類編目。

　　其中最大的困難是，找出哪種分子才是能在實驗室合成的化合物。威夏普把他早期構建出來的新分子繪成草圖，送到一些合成化學家那里，讓他們標注這些分子中哪些合成出來不穩定，或根本就不能合成。然后把這些意見加入算法規則，按照新的算法規則，這類化合物就不會再構造出來。

　　經過10次這樣的反復，他構建出一個含有900萬個分子的虛擬數據庫，其中的化合物能代表小分子空間內的每個區域，并繪制出新的“地圖”，顯示化學空間中尚未合成出其中任何化合物的空白區域。

　　“有了這份‘地圖’，化學家們只要能合成出這個區域內的一種新分子，就造出了一種新型化合物。”威夏普說，“只要是在小分子‘地圖’上的空白區域里，就保證造出的東西還沒有人申請過ZL。”

　　目前，研究小組已經在線發布了該算法的源代碼，并希望科學家能立刻著手挖掘小分子空間中尚無人探索的區域，發現新的化合物。