p Fig. 1. Representações de um caminho de montagem, tomando a adenina como exemplo. (A) Uma das muitas vias de montagem da adenina (acaba sendo a mais curta, de acordo com nosso algoritmo MC, explicado mais tarde). O pool de montagem (mostrado dentro das caixas tracejadas) evolui com cada etapa de montagem. As cores denotam quais dois blocos de construção de montagem são usados para fazer o novo (observe que os esquemas de cores são independentes para cada etapa). (B) A representação da etapa-chave do caminho de montagem. (C) O processo conjunto para cada etapa de montagem principal, que é usado para calcular a representação multiset. (D) A representação multiset deste caminho de montagem. Estritamente falando, deve ser escrito como {[1] 1, [2] 1} onde o sobrescrito "1" é a multiplicidade deste bloco de construção de montagem, isso é, depois de cancelar, aparece uma vez no lado esquerdo de (C), mas para simplificar, só anotamos explicitamente a multiplicidade quando ela não é 1. Crédito:DOI:10.1126 / sciadv.abj2465
p Um novo método de explorar o espaço químico pode ajudar a criar descobertas científicas em áreas, incluindo design e descoberta de medicamentos, dizem seus criadores. p O conceito, conhecida como teoria da montagem, é descrito em um novo artigo publicado hoje na revista
Avanços da Ciência por uma equipe da Escola de Química da Universidade de Glasgow.
p A teoria da montagem permite que os cientistas transformem as moléculas em árvores moleculares, como uma árvore genealógica identificando os pais e filhos, e a técnica pode ser verificada experimentalmente e computacionalmente.
p O time, liderado pelo professor Lee Cronin, usou a teoria da montagem para explorar o espaço químico - o termo que os cientistas usam para designar o vasto conjunto de combinações potenciais de moléculas e compostos químicos.
p Cada produto químico conhecido tem uma posição única no espaço químico. Algum, como DNA, desenvolveram-se naturalmente através da evolução, enquanto outros, como muitos medicamentos, foram criados por meio de experimentação em laboratórios.
p A teoria da montagem fornece aos cientistas a capacidade de quebrar as moléculas em suas partes constituintes, e encontrar novas maneiras de combiná-los com outras moléculas que têm partes semelhantes.
p O processo é análogo a quebrar as palavras em letras, em seguida, embaralhar as letras para formar novas palavras. Oferece aos químicos uma abordagem mais estruturada para descobrir novas moléculas, o que freqüentemente requer tentativa e erro demorados antes que combinações úteis sejam encontradas.
p No papel, a equipe descreve como eles usaram sua abordagem da teoria de montagem para explorar a classe de drogas conhecidas como opiáceos - analgésicos poderosos, mas viciantes, que podem ser mortais quando mal utilizados.
p Novas formas de opiáceos que são igualmente eficazes no tratamento da dor, mas menos potencialmente perigosas, podem oferecer aos médicos novas abordagens para o tratamento do paciente.
p Em um computador executando seu algoritmo de teoria de montagem, a equipe agrupou nove opiáceos naturais e sintéticos. O sistema quebrou as moléculas em partes menores conhecidas como pools de montagem e explorou combinações dos pools até que uma rota pudesse ser encontrada que pudesse construir todos os opiáceos do grupo.
p Ao tomar as peças comuns a todas as rotas da árvore de montagem de opiáceos, a equipe foi capaz de inventar novos opiáceos combinando as partes de maneiras ligeiramente diferentes para manter a forma geral da molécula, mas explore novos tipos arquitetônicos.
p Desta maneira, o processo de descoberta pode explorar novos tipos de drogas potenciais, mas mantenha alguns dos principais recursos necessários para que o medicamento seja ativo. Uma exploração mais aprofundada no futuro pode levar ao desenvolvimento de novos tipos de analgésicos que são menos viciantes.
p O professor Cronin disse:"O espaço químico não é apenas grande - é incrivelmente vasto. Existem mais moléculas potencialmente semelhantes a drogas a serem exploradas do que estrelas no universo observável.
p "O que a teoria da montagem nos dá é uma ajuda para navegar nesse espaço químico, trabalhando para trás a partir de moléculas conhecidas. Dividindo-as em suas partes constituintes, podemos desenvolver nossa compreensão de como eles foram criados e como podem ser combinados para criar novos compostos.
p "Isso elimina muitas das conjecturas que caracterizavam o processo da química até agora, e pode potencialmente agilizar o processo de desenvolvimento de novos compostos para uso na medicina. Estamos particularmente entusiasmados com os potenciais novos candidatos a opiáceos que esta técnica encontrou. "
p O papel da equipe, intitulado "Explorando e mapeando o espaço químico com árvores de montagem molecular, "é publicado em
Avanços da Ciência .