大自然生產(chǎn)了無數(shù)的藥物，但識別它們通常是乏味的。現(xiàn)在，一種新的算法應(yīng)該有助于檢測新的抗生素和其他有前途的藥物。與現(xiàn)有方法相比，新軟件還可以找到數(shù)據(jù)庫中記錄的天然物質(zhì)的分子變體。研究人員強調(diào)，這大大增加了新藥的機會。在最初的測試中，他們開發(fā)的算法已經(jīng)證明了自己。
長期以來，青霉素和鈷是對抗細菌病原體最熱門的藥物武器。但與此同時，對普通抗生素的耐藥性增加了很多，即使是“簡單”的感染，這些藥物通常也不起作用。因此，有必要開發(fā)針對細菌病原體的新藥。但這并不容易。雖然霉菌產(chǎn)生的青霉素只是在亞歷山大弗萊明偶然發(fā)現(xiàn)的，但科學(xué)家今天必須研究大量的天然產(chǎn)物才能找到新的抗生素。為了促進這種搜索，研究人員長期以來一直在專門的數(shù)據(jù)庫中收集新的天然產(chǎn)物的質(zhì)譜特征。
然而，有一個問題：肽天然產(chǎn)物(PNPs)被認為是特別有希望的新抗生素候選物——而儲備抗生素萬古霉素和達托霉素屬于這些基于蛋白質(zhì)的分子。然而，正如研究人員解釋的那樣，這些PNP分子可以出現(xiàn)在許多變體中，而這些變體在大多數(shù)數(shù)據(jù)庫中都找不到。因此，為了檢測它們，有必要能夠從記錄的PNP結(jié)構(gòu)推導(dǎo)出可能的變體。到目前為止，通常的計算機方法已經(jīng)不堪重負，但古列維奇和他的同事們現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出了一種可以做到這一點的算法。它決定了被檢測肽的哪些變體可能存在，以及其存在的可能性。
將產(chǎn)量提高十倍
在第一次測試中，新算法已經(jīng)證明了自己。研究人員使用了數(shù)十萬種不同的細菌VarQuest和數(shù)據(jù)庫，在兩個常見的搜索系統(tǒng)中搜索產(chǎn)品的質(zhì)譜，每個系統(tǒng)都有。結(jié)果是，VarQuest鑒定的肽天然產(chǎn)物的品種幾乎是現(xiàn)有方法的十倍——超過一千種已知抗生素。古列維奇和他的同事說：“我們的方法讓我們對PNP的‘暗物質(zhì)’有了新的認識。此外，VarQuest的速度相當(dāng)快：花了幾個小時才生產(chǎn)出來，它將采用一百多年前的方法。
匹茲堡卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的合著者Hosein Mohimani說：“尋找天然藥物產(chǎn)品正日益成為大數(shù)據(jù)應(yīng)用?！癡arQuest是第一步，這是國際研究界在處理大數(shù)據(jù)和評估時收集的。”希望他和他的同事們會發(fā)現(xiàn)，這種名為VarQuest的算法在未來會讓它變得更快、更容易，新的藥物會發(fā)現(xiàn)病原體等。
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