《微生物藥物生物合成轉化知識庫的構建》是依託武漢大學，由胡黔楠擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：微生物藥物生物合成轉化知識庫的構建
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：胡黔楠
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
微生物藥物因其所具有的分子結構多樣性和良好的成藥性特點，一直是新藥研發的不竭源泉。微生物藥物生物合成涉及到一系列生物轉化反應、途徑和網路，大多數潛在有用的次級代謝生物轉化反應還分散在文獻中，生物轉化反應以及基於生化反應獲取的生物合成轉化模式的匱乏是生物合成途徑設計體系構建的瓶頸問題。本項目擬針對微生物藥物次級代謝生物合成過程的關鍵模組進行數據收集、挖掘、分類，收集微生物藥物、合成前體小分子、生物合成反應、途徑、網路、催化酶、基因簇等數據，嵌入目標分子、關鍵分子片段、合成反應相似性等生物合成要素的搜尋技術，引入生物合成轉化反應的原子-原子映射、反應中心獲取、生物合成轉化模式挖掘軟體，建立微生物藥物生物合成的生物轉化反應資料庫以及生物合成轉化模式資料庫，進而提供逆向微生物藥物生物合成途徑設計平台。
結題摘要
項目的背景： 生物藥物因其所具有的分子結構多樣性和良好的成藥性特點，一直是新藥研發的不竭源泉。微生物藥物生物合成涉及到一系列生物轉化反應、途徑和網路，大多數潛在有用的次級代謝生物轉化反應還分散在文獻中。生物轉化反應以及基於生化反應獲取的生物合成轉化模式的匱乏是信息導向生物合成途徑設計體系構建的瓶頸問題。 主要研究內容： （1）本項目針對生物合成過程的關鍵模組，進行了微生物藥物生物合成數據收集、挖掘、分類； （2）針對收集的生物合成數據，嵌入了目標分子、關鍵分子片段、合成反應相似性等生物合成要素的搜尋技術，整合了一系列相關的生物合成信息化軟體，建立了微生物藥物生物合成的生物轉化反應資料庫以及生物合成轉化知識規律資料庫； （3）建成了微生物藥物生物合成途徑設計平台。 重要結果和關鍵數據: （1）基於生物合成領域最全面的反應資料庫RxnFinder（包含有十多萬條生化反應數據，比KEGG多十多倍），開發了微生物藥物生物合成途徑線上設計工具BioSynther，該工具能夠基於給定的起始化合物和目標化合物，進行有效的生物合成途徑搜尋，並可以實時線上進行途徑的重新設計，文章發表於Bioinformatics, 2016，通訊作者。據文獻所查，是首次發表的化合物生物合成潛力挖掘方法。 （2）建立了基於網路藥理的生物合成微生物藥物選擇系統（PLoS One，2013，共同通訊；CPT: Pharmacometrics Syst. Pharmacol，2014,第一作者； BMC Syst Biol，2015，共同通訊；Nuerocomputing, 2016，共同通訊），該系統是首個集成了生物信息學、化學信息學工具對多因素疾病、作用靶標、藥物進行網路藥理分析來選擇微生物藥物的工具。 （3）獨創了基於生物合成反應分子結構轉化的酶發現技術，該技術完全基於反應中分子結構的反應指紋特徵變化，創建了基於反應指紋特徵的反應相似性計算方法，開發了ECAssigner工具，該工具是一個完全基於生化反應化學結構的全自動線上伺服器 (PLoS One，2012，第一作者) 。 科學意義： 構建了一站式微生物藥物生物合成設計技術體系，打造了全新的數據驅動型微生物藥物生物合成研究決策模式。
