Betrachtung der Ähnlichkeit von niedermolekularen Verbindungen unter Berücksichtigung der biologischen Aktivität

Abstract

Im Rahmen dieser Arbeit sollte die Ähnlichkeit von niedermolekularen Verbindungen unter Berücksichtigung der biologischen Aktivität betrachtet werden. Dazu sollte zunächst eine Datenbank solcher Verbindungen generiert werden, die einen weiten chemischen Raum abdeckt und deren Verbindungen größtenteils zugleich synthetisch zugänglich sind. Diese sollte als Ideengenerator in zukünftigen Wirkstoffdesignprojekten verwendet werden können, indem die in den nachfolgenden Analysen zur Ähnlichkeit entwickelten Methoden auf sie angewendet werden. Anschließend sollten mehrere Ebenen der Ähnlichkeit von niedermolekularen Verbindungen untersucht werden: (i) Atomtypengruppen und pharmakophore Eigenschaften, (ii) Scaffolds (Grundgerüste) sowie (iii) Bioisostere und Shape (Form). Dabei sollten zwei unterschiedliche Methoden entwickelt werden. Die erste Methode sollte die gewonnenen Erkenntnisse aus den Ähnlichkeitsanalysen in Graph-basierte Such- oder Clustering-Algorithmen zur Erfassung der Bioähnlichkeit von niedermolekularen Verbindungen integrieren. Die zweite Methode sollte eine Erfassung der biologischen Zielstruktur (Protein) in der Betrachtung der Bioähnlichkeit von niedermolekularen Verbindungen erlauben. Zur Validierung sollten die Vorhersagen dieser Methode biochemisch verifiziert werden. Die entwickelten Methoden sollen eine Einbeziehung der biologischen Aktivität in die Ähnlichkeitsbetrachtung von niedermolekularen Verbindungen erlauben und somit zusammen mit der generierten Datenbank die Wirkstoffentwicklung fördern.