طراحی محاسباتی دارو

Computational Drug Design

مقطع: تحصیلات تکمیلی گرایش: بیوانفورماتیک
نوع درس: نظری تعداد واحد: ۳
پیش‌نیاز: – هم‌نیاز: –

هدف کلی

یکی از موانع بزرگ در مسیر کشف دارو برای بیماری‌های جدید، طولانی و پرهزینه بودن چرخه کشف دارو است. همینطور بسیاری از داروها در مراحل پایانی مانند مطالعات بالینی با شکست روبرو می‌شوند. به این منظور تلاش‌های زیادی برای سرعت بخشیدن به این فرآیند و همینطور افزایش احتمال موفقیت داروها صورت گرفته است. در این درس روش‌های محاسباتی به منظور تحلیل، طراحی، و کشف داروها برای رسیدن به اهداف ذکر شده، بررسی می‌شوند. ایده اصلی این روش‌ها طراحی اولیه داروها به صورت in sillico یا برمبنای آزمایش‌های توان‌بالا (high-throughput) است.

سرفصل‌ها

  1. مقدمه و تاریخچه
  2. ویژگی‌های مولکولی (Pharmacophores) و جستجوی داروها
  3. مدل رابطه ساختار-فعالیت کمی‌شده (QSAR)
  4. مفهوم Docking
  5. شبیه‌سازی
    • مکانیک و دینامیک مولکولی
    • ترمودینامیک و و محاسبات انرژی آزاد (Free Engergy)
  6. روش‌های طراحی کتابخانه
  7. طراحی مولکول‌های کوچک De novo
  8. روش‌های غربال کردن (screening)
  9. طراحی پروتئین
    • معرفی روش‌های روز (مانند Alphafold-2)
  10. مطالعات ADMET (Absorption, Distribution, Metabolism, Elimination, Toxicity
  11. سنجه‌های توان‌بالا برای کشف دارو
    • سنجه‌های بیان‌ژن
    • سنجه‌های ریخت‌شناسی
    • سنجه‌های مبتنی بر زنده‌ماندن سلولی (PRISM)
  12. استفاده مجدد از دارو (Drug Repurposing)
  13. روش‌های مبتنی بر یادگیری ماشین

منابع پیشنهادی

  1. D. B. Singh. Computer-Aided Drug Design. Springer, 2020.
  2. M. Gore, U. B. Jagtap. Computational Drug Discovery and Design. Springer, 2018.
  3. R. Baron. Computational Drug Discovery and Design. Springer, 2012.
  4. D. C. Young. Computational Drug Design: A Guide for Computational and Medicinal Chemists. Wiley, 2009.