首页 > 医疗资讯/ 正文
你知道吗?科学家们正在利用人工智能来加速药物的合成过程!最近,西北工业大学生命学院施建宇教授团队的最新研究成果被发表在《Nature Communications》期刊上,该工作提出了一种全新的逆合成AI预测方法——Retro-MTGR。这一突破性的研究有望帮助科学家们更智能、高效地设计药物合成路线,让药物研发进入一个全新的时代。
什么是“逆合成推理”?
“逆合成推理”是指从目标药物的分子结构出发,逆向推导出合成它所需要的反应物和化学步骤。可以把它想象成“反向工程”:当我们知道了目标药物是什么样的,我们就能推算出要做出这个药物,我们需要哪些原料和化学反应过程。这一过程对于新药研发至关重要,因为它帮助化学家们找到合成药物的最佳路径,不仅节省时间,还降低了成本。
图1. Retro-MTGR的工作流程图
Retro-MTGR框架:AI是如何帮助化学家“预测”合成路径的?
施建宇教授团队提出的Retro-MTGR框架,运用了先进的“多任务学习”技术,能够在同一个模型中同时解决多个问题(图1)。具体来说,Retro-MTGR通过分析分子图,解决以下三个核心任务:
1.识别反应中心:这就是反应中化学键最容易断裂或重组的地方。
2.识别离去基:就是在化学反应中“离开”分子的部分。
3.优化原子嵌入:提高模型的精确度,使得预测更加精准。
这些任务的结合,使得Retro-MTGR框架不仅能帮助科学家预测药物的合成路径,还能给出反应中心和离去基的准确位置,为药物研发提供科学依据。
为什么这项研究很厉害?
这项研究有几个亮点,让它在药物合成领域独具创新性:
·化学键的能量和电性分析:研究通过学习化学键的能量(比如双键、三键和单键的区别)以及它们的电性,帮助科学家分辨哪些键可以成为反应中心,哪些则是普通键(图2)。
·电性分布的深度挖掘:研究还发现,反应中的合成子(反应物)和离去基通常电性相反,且彼此之间的距离较远,这为进一步的反应预测提供了依据(图3)。
·精准预测药物合成路径:为了验证AI预测的准确性,团队通过预测两种药物(Sonidegib和Acotiamide)的逆合成路线,并通过实验验证,结果表明,AI的预测与实际合成结果高度一致。这意味着Retro-MTGR能够为药物的合成提供可靠的指导(图4)。
图2.化学键嵌入空间的展示
图3.合成子和离去基的联合嵌入空间展示
图4. 对于两种药物的预测逆合成路线和真实化学合成路线展示
AI助力药物研发,开启智能化新篇章
这项技术不仅为化学反应提供了更智能的预测工具,还推动了药物合成的智能化进程。未来,随着AI技术的进一步发展,Retro-MTGR有望成为化学家们不可或缺的助手,帮助加速药物研发的每一步,极大地节省时间和成本。想象一下,如果我们能够更快地合成新药,未来的治疗可能会变得更加高效和精准!这项研究为药物研发提供了新的思路,也为科学家们打开了通向新药发现的大门。
参考文献:
Zhao, PC., Wei, XX., Wang, Q. et al. Single-step retrosynthesis prediction via multitask graph representation learning. Nat Commun 16, 814 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-56062-y.
原文链接:
https://doi.org/10.1038/s41467-025-56062-y.
猜你喜欢
- 蒜蓉蒸生蚝的作法-家常味蒸菜谱
- J Ethnopharmacol:金乌健骨胶囊通过调节ADCY10和cAMP/RANKL通路缓解类风湿关节炎症状
- Acta Orthop:膝关节假体周围感染导致翻修率的时间趋势研究
- 长崎大学公布了针对新冠肺炎(COVID-19)患者使用Plasma乳酸菌的特定临床试验结果
- ACC 2024:REDUCE-AMI试验结果公布,LVEF≥50%的急性心肌梗死患者长期使用β-受体阻滞剂的疗效
- 十周年再出发,万益特苏州研发中心以本土创新持续推动医疗行业发展
- JACC:颠覆!LDL-C为残余胆固醇背了“坏胆固醇”的黑锅?
- 【2024CCHIO主委说】徐瑞华教授:CACA指南服务临床诊疗!
- 2020年04月26日每日养生健康简报,星期日!健康是一种生活态度!
- 虾酱炒豆角的做法-香辣味炒菜谱
- 搜索
-
- 1000℃李寰:先心病肺动脉高压能根治吗?
- 1000℃除了吃药,骨质疏松还能如何治疗?
- 1000℃抱孩子谁不会呢?保护脊柱的抱孩子姿势了解一下
- 1000℃妇科检查有哪些项目?
- 1000℃妇科检查前应做哪些准备?
- 1000℃女性莫名烦躁—不好惹的黄体期
- 1000℃会影响患者智力的癫痫病
- 1000℃治女性盆腔炎的费用是多少?
- 标签列表
-
- 星座 (702)
- 孩子 (526)
- 恋爱 (505)
- 婴儿车 (390)
- 宝宝 (328)
- 狮子座 (313)
- 金牛座 (313)
- 摩羯座 (302)
- 白羊座 (301)
- 天蝎座 (294)
- 巨蟹座 (289)
- 双子座 (289)
- 处女座 (285)
- 天秤座 (276)
- 双鱼座 (268)
- 婴儿 (265)
- 水瓶座 (260)
- 射手座 (239)
- 不完美妈妈 (173)
- 跳槽那些事儿 (168)
- baby (140)
- 女婴 (132)
- 生肖 (129)
- 女儿 (129)
- 民警 (127)
- 狮子 (105)
- NBA (101)
- 家长 (97)
- 怀孕 (95)
- 儿童 (93)
- 交警 (89)
- 孕妇 (77)
- 儿子 (75)
- Angelababy (74)
- 父母 (74)
- 幼儿园 (73)
- 医院 (69)
- 童车 (66)
- 女子 (60)
- 郑州 (58)