Beräkningsmetoder

Beräkningskemiska metoder för att förutsäga bindningsaffiniteter hos läkemedelsmolekyler

Det finns många olika beräkningsmetoder tillgängliga. Vilken som används beror helt på vilket problem man vill lösa. Till ett och samma problem kan man ibland använda olika metoder för att få fram samma svar. I dessa fall beror valet av metod på forskarens kunskap, erfarenhet och personliga preferenser. I min forskning har jag använt mig av flera olika metoder. En kort sammanfattning av dessa kommer här:

Homologimodellering

Ibland har man strukturer av den målmolekyl man är intresserad av. En målmolekyl kan exempelvis vara ett protein, enzym, DNA eller ribosom. Har man strukturen kan man ofta använda den för sina simuleringar. Ibland kan man ha strukturen av rätt protein, men från fel art eller helt sakna den struktur man behöver. I dessa fall kan man skapa en 3D-struktur genom homologimodellering. Genom att använda en likartad struktur och aminosyrasekvensen för sitt protein kan man passa sekvensen till strukturen och då få en struktur av sin sekvens- en homologimodell.

Molekylär dockning

Tänk dig att du har ett lås och en nyckelring med hundratals nycklar i. Hur vet du vilken nyckel som kommer passa i låset?

Om man har en 3D-struktur av sitt protein (låset) kan man testa alla sina molekyler (nycklarna) mot det genom molekylär dockning. Dockingprogrammet försöker då att placera varje molekyl i proteinets aktiva site på olika sätt och talar om vilken bindningspose som är mest trolig. Dockar man flera molekyler kommer programmet även att försöka ranka de olika molekylerna och ange vilken som kommer att passa bäst.

Molekyldynamiksimuleringar

I verkligheten är molekyler ständigt i rörelse. När en atom rör sig kommer det att påverka dess omgivning och hela systemet kommer att röra sig dynamiskt. Detta försöker man fånga genom molekyldynamiksimuleringar. Förutom att ge en bild av hur ett system utvecklas över tid så kan simuleringarna ge mycket information som sedan kan användas för att beräkna exempelvis kinetiska profiler, bindningsenergier och sannolikheter för att ett system ska befinna sig i en viss konfiguration.