منشیات کی تیزی سے دریافت اور ڈیزائن میں مدد کے لیے ایک ورچوئل بڑی لائبریری

محققین نے ایک بڑی ورچوئل ڈاکنگ لائبریری بنائی ہے جو تیزی سے نئی ادویات اور علاج دریافت کرنے میں مدد کرے گی۔

بیماریوں کے لیے نئی دوائیں اور دوائیں تیار کرنے کے لیے، ایک ممکنہ طریقہ یہ ہے کہ علاج کے مالیکیولز کی ایک بڑی تعداد کو 'اسکرین' کیا جائے اور 'لیڈز' پیدا کی جائیں۔ منشیات کی دریافت ایک طویل اور چیلنجنگ عمل ہے. ایک نئی دوا کی دریافت کے عمل کو تیز کرنے کے لیے، دوائی کمپنیاں عام طور پر پہلے سے معلوم دوائی جیسے مالیکیولز کے بنیادی ڈھانچے (اسکافولڈز کہلاتی ہیں) استعمال کرتی ہیں کیونکہ نئے مالیکیول کی تلاش مشکل اور مہنگی ہوتی ہے۔

ساخت پر مبنی منشیات کی دریافت کا طریقہ

اس کے بعد کمپیوٹیشنل ماڈلنگ ورچوئل یا میں سلیکو ٹارگٹ پروٹین پر کیمیائی مرکبات کی ڈاکنگ دوائی کو تیز کرنے کے لیے ایک امید افزا متبادل طریقہ ہے۔ دریافت اور لیبارٹری کے اخراجات کو کم کریں۔ مالیکیولر ڈاکنگ اب کمپیوٹر کی مدد سے ڈھانچے کی بنیاد پر ایک لازمی حصہ ہے۔ منشیات کے ڈیزائن. بہت سے سافٹ ویئر پروگرام جیسے AutoDock اور DOCK دستیاب ہیں جو کہ اعلی ترتیب والے کمپیوٹر سسٹمز میں خود مختار طور پر ڈاکنگ انجام دے سکتے ہیں۔ ٹارگٹ ریسیپٹر کا 3-D میکرو مالیکولر ڈھانچہ یا تو تجرباتی طریقہ سے لیا جاتا ہے جیسے ایکس رے کرسٹالوگرافی یا اس کے ذریعے۔ سلیکو ہومولوجی ماڈلنگ ZINC ڈاؤن لوڈ کے قابل 230D فارمیٹ میں تجارتی طور پر دستیاب 3 ملین مرکبات کا آزادانہ طور پر دستیاب اوپن سورس ڈیٹا بیس ہے جسے مالیکیولر ڈاکنگ اور ورچوئل اسکریننگ کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے ڈاکنگ کے بعد، مالیکیولز کا بصری طور پر تجزیہ کیا جا سکتا ہے کہ وہ ریسیپٹر پروٹین کو کتنی اچھی طرح سے گودی کرتے ہیں۔ اس تجزیے میں ان کی کیلکولیٹڈ پابند توانائیاں اور ان کی 3D شکلیں شامل ہیں۔ ایک مرکب اور ہدف پروٹین کے درمیان تعامل اس مالیکیول کی فارماسولوجیکل خصوصیات کے بارے میں معلومات فراہم کر سکتا ہے۔ کمپیوٹیشنل ماڈلنگ اور ڈاکنگ گیلے لیبارٹری میں جانے سے پہلے بڑی تعداد میں مالیکیولز کو اسکرین کرنے کا موقع فراہم کرتی ہے، وسائل کو کم کرتی ہے کیونکہ صرف ایک بار کمپیوٹیشنل انفراسٹرکچر قائم کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔

سلیکو ڈاکنگ کے لیے ایک بڑی لائبریری بنانا اور استعمال کرنا

میں شائع ایک نئی تحقیق میں نیچر محققین نے حیرت انگیز 170 ملین مالیکیولز پر مشتمل لائبریری کی ساخت پر مبنی ورچوئل ڈاکنگ کا تجزیہ کیا۔ یہ لائبریری پچھلے مطالعے پر مبنی ہے جس میں اینٹی سائیکوٹک دوائی کے اثرات کو سمجھنے کے لیے ورچوئل ڈھانچے پر مبنی ڈاکنگ کا طریقہ استعمال کیا گیا تھا اور ان کے متعلقہ ریسیپٹرز پر LSD ڈاکنگ کی گئی تھی۔ اس مطالعہ نے کامیابی کے ساتھ ایک درد کش دوا تیار کرنے میں مدد کی جو مارفین کے ضمنی اثرات کو کم کر کے ینالجیسک کو منتخب طور پر باندھ سکتا ہے۔

لاکھوں متنوع منشیات جیسے مالیکیول موجود ہیں لیکن مالیکیولر لائبریریوں کی تعمیر میں درپیش حدود کی وجہ سے وہ ناقابل رسائی ہیں۔ ایک ورچوئل ڈاکنگ تکنیک 'ڈیکوز' نامی غلط مثبت چیزیں ظاہر کر سکتی ہے جس میں اچھی طرح سے ڈاک کیا جا سکتا ہے۔ سلیکو لیکن وہ لیبارٹری ٹیسٹنگ میں ایک جیسا نتیجہ حاصل کرنے سے قاصر ہوں گے اور حیاتیاتی طور پر غیر فعال ہو سکتے ہیں۔ اس منظر نامے پر قابو پانے کے لیے، محققین نے ان مالیکیولز پر توجہ مرکوز کی جو 130 مختلف کیمیکل بلڈنگ بلاکس کو استعمال کرتے ہوئے 70,000 کیمیائی رد عمل کو اچھی طرح سے خصوصیات والے اور سمجھتے تھے۔ لائبریری بہت متنوع ہے کیونکہ یہ 10.7 ملین سہاروں کی نمائندگی کرتی ہے جو کسی دوسری لائبریری کا حصہ نہیں تھے۔ ان مرکبات کو کمپیوٹر پر نقل کیا گیا اور اس نے لائبریری کی ترقی میں اہم کردار ادا کیا اور ڈیکوز کی موجودگی کو محدود کیا۔

محققین نے دو ریسیپٹرز کے ایکس رے کرسٹل ڈھانچے کا استعمال کرتے ہوئے ڈاکنگ کے تجربات کیے، سب سے پہلے D4 ڈوپامائن ریسیپٹر - ایک اہم پروٹین جو G پروٹین کے ساتھ مل کر ریسیپٹرز کے خاندان سے تعلق رکھتا ہے جو ڈوپامائن - دماغ کیمیکل میسنجر کی کارروائیاں کرتا ہے۔ خیال کیا جاتا ہے کہ D4 ریسیپٹر ادراک اور دماغ کے دیگر افعال میں مرکزی کردار ادا کرتا ہے جو دماغی بیماری کے دوران متاثر ہوتے ہیں۔ دوسرا، انہوں نے ایک اینزائم AmpC پر ڈاکنگ کا مظاہرہ کیا جو کہ بعض اینٹی بائیوٹکس کی مزاحمت کی ایک اہم وجہ ہے اور اسے روکنا مشکل ہے۔ D549 ریسیپٹر کی ڈاکنگ سے ٹاپ 4 مالیکیولز اور انزائم AmpC سے ٹاپ 44 کو شارٹ لسٹ کیا گیا، ترکیب کیا گیا اور لیبارٹری میں ٹیسٹ کیا گیا۔ نتائج نے اشارہ کیا کہ کئی مالیکیولز مضبوطی سے اور خاص طور پر D4 ریسیپٹر کے ساتھ منسلک ہوتے ہیں (جبکہ D2 اور D3 رسیپٹرز سے نہیں جو D4 سے قریبی تعلق رکھتے ہیں)۔ ایک مالیکیول، AmpC انزائم کا ایک مضبوط بائنڈر، اب تک نامعلوم تھا۔ ڈاکنگ کے نتائج بائیوسی میں جانچ کے نتائج کی نشاندہی کرتے تھے۔

موجودہ مطالعہ میں استعمال ہونے والی لائبریری بڑی اور متنوع ہے اور اس وجہ سے نتائج مضبوط اور واضح تھے اس بات کی تصدیق کرتے ہوئے کہ بڑی لائبریریوں کے ساتھ ورچوئل ڈاکنگ بہتر پیش گوئی کر سکتی ہے اور اس طرح چھوٹی لائبریریوں کا استعمال کرتے ہوئے متعدد مطالعات سے بہتر کارکردگی کا مظاہرہ کر سکتی ہے۔ اس مطالعے میں استعمال ہونے والے مرکبات ZINC لائبریری میں آزادانہ طور پر دستیاب ہیں جس کو بڑھایا جا رہا ہے اور 1 تک اس کے بڑھ کر 2020 بلین تک پہنچنے کی امید ہے۔ پہلے لیڈ کو دریافت کرنے اور پھر اسے دوائی کے طور پر ڈیزائن کرنے کا عمل اب بھی مشکل ہے، لیکن ایک بڑی لائبریری نئے کیمیائی مرکبات تک رسائی فراہم کرے گا جس سے حیران کن نتائج سامنے آسکتے ہیں۔ یہ مطالعہ ظاہر کرتا ہے۔ سلیکو میں کمپیوٹیشنل ماڈلنگ اور ڈاکنگ طاقتور لائبریریوں کا استعمال کرتے ہوئے مختلف بیماریوں کے لیے نئے ممکنہ علاج کے مرکبات دریافت کرنے کے لیے ایک امید افزا نقطہ نظر۔

***

{آپ اصل تحقیقی مقالے کو ذیل میں دیے گئے DOI لنک پر کلک کر کے پڑھ سکتے ہیں جو حوالہ دیئے گئے ماخذ کی فہرست میں ہے}

ذرائع)

1. لیو جے وغیرہ۔ 2019۔ نئی کیمو ٹائپس دریافت کرنے کے لیے انتہائی بڑی لائبریری ڈاکنگ۔ فطرت، قدرت.
https://doi.org/10.1038/s41586-019-0917-9
2. سٹرلنگ ٹی اور ارون جے جے 2015. ZINC 15 - لیگینڈ ڈسکوری سب کے لئے. جے کیم Inf. ماڈل۔. 55. https://doi.org/10.1021/acs.jcim.5b00559
3. http://zinc15.docking.org/