I ricercatori della North Carolina State University hanno creato la più grande libreria virtuale di scaffold di macrolidi pubblicamente disponibile. La libreria, chiamata V1M, contiene strutture chimiche e proprietà calcolate per 1 milione di scaffold di macrolidi potenzialmente utilizzabili come antibiotici o farmaci antitumorali.

"Come chimici, siamo in grado di guardare solo una piccola parte dell'attuale universo chimico, "dice Denis Fourches, assistente professore di chimica presso la NC State e corrispondente autore di un articolo che descrive il lavoro. "Se stessimo cercando di sintetizzare e testare tutte le possibili singole sostanze chimiche di interesse, ci vorrebbe troppo tempo e sarebbe troppo costoso. Quindi dobbiamo usare i computer per esplorare quelle parti sconosciute dello spazio chimico".

Un modo in cui i chimici utilizzano i computer è utilizzarli per enumerare, o generare virtualmente, nuove molecole e confrontare le loro proprietà previste con quelle dei farmaci esistenti. Questo processo di screening in silico identifica in modo rapido ed economico i composti con proprietà desiderabili che i chimici sperimentali possono quindi sintetizzare e testare.

I macrolidi sono una famiglia di sostanze chimiche utilizzate principalmente come antibiotici e farmaci antitumorali. La loro struttura ad anello unica consente loro di legarsi a bersagli proteici difficili. Alcuni di loro sono considerati droghe di ultima istanza, soprattutto per i batteri resistenti ai farmaci.

"I macrolidi sono prodotti naturali, " Fourches dice. "Queste sostanze chimiche sono prodotte dai batteri come mezzo per uccidere altri batteri. Ma ci vogliono dai 20 ai 25 passaggi chimici per sintetizzare questi composti molto complessi, che è un processo lungo e costoso. Quindi, se vuoi trovare nuovi composti, la simulazione al computer è di gran lunga il modo più veloce per farlo."

Fourches e i suoi colleghi hanno creato un programma software chiamato PKS Enumerator, che genera librerie molto grandi di analoghi chimici virtuali di farmaci macrolidi. Il software utilizza blocchi chimici estratti da una serie di 18 macrolidi bioattivi noti, scomponendo ciascuno nelle sue parti chimiche componenti, e poi rimescolarli per creare nuovi composti secondo una serie di regole e vincoli utente. La libreria risultante di nuovi macrolidi, V1M, classifica i nuovi composti per dimensione, il peso, topologia e donatori e accettori di legami idrogeno.

"Volevamo creare una libreria virtuale di sostanze chimiche completamente nuove che probabilmente nessuno ha mai sintetizzato, ma quei composti dovevano ancora essere abbastanza simili ai noti farmaci macrolidi per rendere questa libreria rilevante per la comunità di ricerca, " Fourches afferma. "V1M è la prima libreria di dominio pubblico di questi nuovi macrolidi, che sono tutti chimicamente simili ai 18 macrolidi bioattivi conosciuti che abbiamo analizzato. Si spera che altri ricercatori possano utilizzare la libreria per esaminare ulteriormente e identificare alcuni composti che potrebbero essere utili nella scoperta di farmaci".