Orodja za inovativno oblikovanje zdravil / Tools for innovative drug design

 

 

 

UP FAMNIT

 

/

 

Javna agencija RS za raziskovalno dejavnost (ARRS)

 

Prilagojeni raziskovalni projekt

 

1.01. - Naravoslovno-matematične vede

 

1. 6. 2021 - 31. 05. 2024

 

Ta projekt je v ospredju trenutnih raziskovalnih trendov na področju molekularnega modeliranja. Razvili bomo nove metode molekularnega modeliranja, ki temeljijo na teoriji kemijskih grafov, veji matematične kemije, ki se ukvarja z diskretnimi strukturami v kemiji. Poseben poudarek bo na razvoju novih algoritmov za predvidevanje mest vezave proteinov (ProBiS) in novih spletnih orodij za modeliranje farmacevtsko zanimivih molekul - ProBiS Tools (algoritem, baza podatkov, spletni strežnik). Orodja ProBiS bodo prva, ki bodo omogočala identifikacijo interakcij med beljakovinskimi strukturami, napovedovanje selektivnosti in vezave liganda ter spremljanje učinkov ohranjenih voda in različic zaporedja na vezavo liganda, da preseže človekovo vpletenost v oblikovanje zdravil. Naš cilj je razviti prostodostopen spletni atlas interakcij z beljakovinami za napovedovanje genskih variacij, povezanih z interakcijami z zdravili in razvojem bolezni - ProBiS-ATLAS vseh razpoložljivih mest vezave na beljakovine v PDB s preslikanimi ligandi in različicami zaporedja. Atlas bo vključeval tudi informacije o učinkih različic zaporedja na vezavo za vsak specifični ligand v PDB. Ta novo razviti pristop bo še posebej koristen v okviru natančne medicine. Naša orodja ProBiS bodo omogočila kombiniranje več sicer nepovezanih področij raziskovanja. Kljub velikemu potencialu za konkretno uporabo naših rezultatov v določenih tehnoloških in industrijskih sektorjih je glavni poudarek naših raziskav še vedno na razvoju splošnih, novih matematičnih metod in algoritmov na področju molekularnega modeliranja in tako prispeva k svetovni zakladnici znanja. V projektu sodelujejo številni raziskovalci z odličnimi znastvenimi rezultati, ki trenutno delajo v Sloveniji in zagotavljajo raziskave na najvišji možni ravni.

This project is at the forefront of current research trends in the field of molecular modeling. We will develop new molecular modeling methods based on chemical graph theory, a branch of mathematical chemistry dealing with discrete structures in chemistry. 

A special focus will be on the development of new algorithms for the prediction of protein binding sites (ProBiS) and new web tools for modeling of pharmaceutically interesting molecules - ProBiS Tools (algorithm, database, web server).  The ProBiS Tools will be the first to allow the identification of interactions between protein structures, the prediction of ligand selectivity and binding, and the monitoring of the effects of conserved waters and sequence variants on ligand binding, to surpass human involvement in drug design. We aim to develop a free web-based protein interaction atlas to predict genetic variations involved in drug interactions and disease development - ProBiS-ATLAS of all available protein binding sites in the PDB with mapped ligands and sequence variants. The atlas will also include information on the effects of sequence variants on binding for each specific ligand in the PDB. This newly developed approach will be particularly useful in the context of precision medicine.  Our ProBiS Tools will make it possible to combine several otherwise unrelated fields of research, i.e. graph theoretical approaches, genome sequence studies, protein structures and molecular dynamics simulation.  Despite the great potential for the concrete application of our results in specific technological and industrial sectors, the main focus of our research is still on the development of general, new mathematical methods and algorithms in the field of molecular modeling, and thus represents a contribution to the overall scientific knowledge.  The project involves a number of researchers with excellent publishing records, currently working in Slovenia guaranteeing research at the highest possible level.

 

 

Oddelek za aplikativno naravoslovje