生物系統(tǒng)量子模擬首次實現(xiàn),對分子行為精準預(yù)測有助新藥研發(fā)
據(jù)澳大利亞墨爾本大學官網(wǎng)報道,該校理論家和高性能計算專家朱塞佩·巴卡副教授領(lǐng)導(dǎo)的團隊,首次實現(xiàn)了生物系統(tǒng)的量子模擬,其規(guī)模足以準確模擬藥物性能。團隊利用美國“前沿”超級計算機的計算能力,開發(fā)出新軟件,能準確預(yù)測由多達數(shù)十萬個原子組成的分子系統(tǒng)的化學反應(yīng)和物理性質(zhì),對分子行為提供高度精確的預(yù)測,并為計算化學樹立了新的標桿。
朱塞佩·巴卡團隊首次實現(xiàn)了生物系統(tǒng)的量子模擬。圖片來源:墨爾本大學官網(wǎng)
該項目匯集了化學、藥物研發(fā)、量子力學和超級計算方面的專業(yè)知識,由美國橡樹嶺國家實驗室、AMD和科技初創(chuàng)公司QDX共同合作完成。
這項突破性研究歷時4年多,首次實現(xiàn)了以量子級精度研究生物分子級系統(tǒng)。這種模擬能力使科學家能以前所未有的細節(jié)觀察和理解這些系統(tǒng),對于改進傳統(tǒng)藥物的評估和設(shè)計與目標生物系統(tǒng)更有效相互作用的新療法至關(guān)重要。
這一突破使科學家能以堪比物理實驗的精度模擬藥物行為。科學家現(xiàn)在不僅可觀察藥物的運動,還可觀察其在生物系統(tǒng)中隨時間變化的量子力學特性,例如鍵的斷裂和形成。這對于評估藥物可行性和設(shè)計新療法至關(guān)重要。
目前,超過80%的致病蛋白沒有已知藥物可以治療。先進的量子力學和高性能計算拓寬了藥物發(fā)現(xiàn)的計算工具集,在生物相關(guān)規(guī)模上提供了前所未有的速度和準確性。重要的是,它們還提供了傳統(tǒng)計算化學以前無法實現(xiàn)的見解和能力,從而開辟了調(diào)節(jié)治療目標的新方法,并擴大了可有效治療的目標疾病數(shù)量。
新研究將突破性的科學進步轉(zhuǎn)化為功能強大且用戶友好的平臺,加速和增強了藥物發(fā)現(xiàn)過程,為創(chuàng)新治療打開大門。
來源:科技日報


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