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Protein Structure-Based Organic Chemistry-Driven Ligand Design from Ultralarge Chemical Spaces

化学空间 药物发现 化学生物学 计算机科学 定制 配体(生物化学) 对接(动物) 化学 计算生物学 药物设计 纳米技术 生物系统 组合化学 受体 生物 生物化学 材料科学 护理部 医学 政治学 法学
作者
François Sindt,Anthony Seyller,Merveille Eguida,Didier Rognan
出处
期刊:ACS central science [American Chemical Society]
卷期号:10 (3): 615-627 被引量:1
标识
DOI:10.1021/acscentsci.3c01521
摘要

Ultralarge chemical spaces describing several billion compounds are revolutionizing hit identification in early drug discovery. Because of their size, such chemical spaces cannot be fully enumerated and require ad-hoc computational tools to navigate them and pick potentially interesting hits. We here propose a structure-based approach to ultralarge chemical space screening in which commercial chemical reagents are first docked to the target of interest and then directly connected according to organic chemistry and topological rules, to enumerate drug-like compounds under three-dimensional constraints of the target. When applied to bespoke chemical spaces of different sizes and chemical complexity targeting two receptors of pharmaceutical interest (estrogen β receptor, dopamine D3 receptor), the computational method was able to quickly enumerate hits that were either known ligands (or very close analogs) of targeted receptors as well as chemically novel candidates that could be experimentally confirmed by in vitro binding assays. The proposed approach is generic, can be applied to any docking algorithm, and requires few computational resources to prioritize easily synthesizable hits from billion-sized chemical spaces.

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