A sejt- és molekuláris biológia megértése a közelmúltban drámaian megnőtt. Ezekkel a fontos felfedezésekkel a tudomány a régi problémákra adott új válaszok kidolgozásával kezd fejlődni.

Az egyik ilyen folyamatos tudományos előrelépés a molekulák tervezése. Ebben a cikkben egyszerű és dinamikus módon többet megtudhat a molekulatervezésről és annak fő céljairól.

Mi az a molekula?

A molekula két vagy több atomból álló csoport, amelyek együttesen alkotják a legkisebb felismerhető egységet, amelyre egy tiszta anyag felbontható, miközben megtartja tartalmát és kémiai jellemzőit. A molekulákat az elem szimbólumával és az atomok számát jelző indexszel azonosítjuk.

A kétatomos molekulák akkor keletkeznek, ha csak két atom találkozik. A szén-monoxid (CO) egy kétatomos molekula, amely egyetlen szénatomból és egy oxigénatomból áll. Egy homonukleáris kétatomos molekula akkor keletkezik, ha két, pontosan ugyanannak az elemnek az atomja, például az oxigén (O2) és a nitrogén (N) (N2) atomjai kapcsolódnak össze. A többatomos molekulák, mint például a víz (H2O) és a szén-dioxid, kettőnél több atomot tartalmaznak (CO2). A polimerek nagyobb molekulák, amelyek több ezer atomot is tartalmazhatnak.

Molekulaként az atomok sokféleképpen összeállhatnak. Ugyanazon atomok különböző mennyiségben történő kombinálásával több molekula is létrejöhet. A víz (H2O) két hidrogénatomból és egy oxigénatomból, míg a hidrogén-peroxid két hidrogénatomból és két oxigénatomból (H2O2) keletkezik. És ugyanazok az atomok azonos arányban, de eltérő fizikai szerkezetben is egyesülhetnek. A molekula fizikai szerkezete határozza meg a tulajdonságait. 

Molekula tervezés

A molekulatervezés olyan mérnöki/tudományos konstrukció, amely két vagy több komponenst kombinál egy új biológiai hatóanyag létrehozása érdekében.

A vegyészek technikai szakértelmet alkalmaznak, és kézzel kísérleteznek a molekula tervezésével, funkciós csoportokat - meghatározott tulajdonságokkal rendelkező atomok és kötések csoportjait - vezetnek be és távolítanak el. Még akkor is, ha olyan módszereket használnak, amelyek előre jelzik az ideális kívánt tulajdonságokat, a vegyészeknek minden egyes módosítási lépést kézzel kell elvégezniük. Ez minden egyes fázisban sok időt vehet igénybe, és mégsem a megfelelő tulajdonságokkal rendelkező molekulákat eredményezhet.

A molekulatervezés célja

A gyógyszeriparban a molekulatervezés értékes eszköz. Valahányszor egy új rákgyógyszer kerül bevezetésre, az a tudósok erőfeszítéseit jelzi, akik éveken át dolgoztak a színfalak mögött egy új molekula kialakításán és tesztelésén.

A molekulaterv módosításának célja, hogy a gyógyszer a lehető leghatékonyabbá váljon, ugyanakkor biztonságos és egyszerűen előállítható maradjon. Ez a fajta munka magában foglalja az egyes alternatív molekulaszerkezetek megépítését a teszteléshez, ami még akkor is időigényes művelet, ha a kutatóknak csak egyetlen szénatomot szándékoznak megpiszkálni, a kutatóknak több ezer különböző lehetőség közül kell választaniuk, hogy felépítsék ezt a szerkezetet.

Ennek egyik módja a számítógépes molekuláris tervezés (CAMD). A gyógyszerfejlesztés egy problémamegoldó folyamat, amely azzal a céllal kezdődik, hogy a megfelelő molekulát és a megfelelő fiziokémiai tulajdonságot lokalizáljuk egy adott molekulaterületen. A CAMD-algoritmus itt kezdi meg működését, megtervezve és kifejlesztve a gyógyszerhatóanyag-komponenseket, valamint a molekulatervezést, ahol a segédanyag- és hordozómolekulák kiválasztása történik. 

A CAMD azért jött, hogy bemutassa, hogyan tudja kezelni a gyógyszerészeti nehézségeket, és hogyan lehet az időigényes próba-hiba technikákat jelentősen helyettesíteni a számítógépes megközelítésekkel. 

Számos új technikát dolgoznak ki, többek között egy az MIT kutatói által létrehozott gépi tanulási modell amely a molekulatervezés automatizálásával segítheti a vegyészeket abban, hogy sokkal gyorsabban állítsanak elő nagyobb hatású molekulákat a gyógyszerfejlesztés felgyorsítása érdekében. 

Dolgozzon együtt hozzáértő grafikusokkal, hogy megteremtse a megfelelő illusztrációt a kutatásához.

A vizuális tanulók a népesség 65% részét teszik ki, egy tanulmány szerint, a vizuális elemek beépítése a cikkekbe a történet közvetítése érdekében hatékonyabb lehet. Az infografikák vizuális segédeszközöket, például grafikonokat, ábrákat és diagramokat használnak, hogy segítsenek az embereknek a bonyolult témák megértésében. Együttműködés Mind The Graphszakértő grafikusainkat, hogy megalkossák a megfelelő illusztrációt a kutatásához, és növeljék munkája ismertségét!

Növelje a kutatásom illusztrációkkal

Kapcsolódó cikkek
logo-subscribe

Iratkozzon fel hírlevelünkre

Exkluzív, kiváló minőségű tartalom a hatékony vizuális
kommunikáció a tudományban.

- Exkluzív útmutató
- Tervezési tippek
- Tudományos hírek és trendek
- Oktatóanyagok és sablonok