Pourquoi l’énergie libre est importante
L’énergie libre de liaison quantifie la force d’interaction entre un ligand et une protéine cible. La prédiction précise de ces énergies est essentielle pour classer les composés et prioriser leur synthèse lors des premières étapes de la découverte de médicaments. L’un des principaux objectifs de tout projet de découverte de médicaments est de maximiser l’affinité et la sélectivité vis-à-vis de la cible souhaitée. La prédiction précise des énergies libres de liaison protéine-ligand joue donc un rôle important en chimie computationnelle et en conception de médicaments assistée par ordinateur.
Grâce aux progrès récents dans les domaines des champs de force, des algorithmes d’échantillonnage et du calcul GPU basé sur le cloud (GPU et infrastructure cloud), les méthodes basées sur la physique, telles que les calculs alchimiques ou d’énergie libre de liaison relative, se sont révélées prometteuses et sont devenues des outils puissants pour classer et identifier les meilleurs composés dès les premières étapes de la découverte.
Comment fonctionne la NES
Les calculs d’énergie libre de liaison alchimique relative reposent sur des simulations qui interpolent les énergies d’interaction et internes entre paires de molécules. Les données recueillies lors de ces simulations permettent d’estimer la différence d’énergie libre de liaison entre les deux molécules. Parmi les prédictions les plus précises et fiables figurent la perturbation de l’énergie libre (FEP) et la théorie de l’énergie libre d’équilibre (NES).
Nous utilisons la plateforme NES d’OpenEye pour prédire avec une grande précision et efficacité les énergies libres de liaison relatives des complexes protéine-ligand. Hébergée sur l’infrastructure cloud évolutive d’Orion, NES exploite des centaines de processeurs (CPU) et de cartes graphiques (GPU) pour fournir des résultats plus rapidement que les techniques traditionnelles, accélérant ainsi considérablement la sélection des composés. Orion d’OpenEye propose également des algorithmes de cartographie des arêtes flexibles, tels que OELOMAP, Starmap, Binary Starmap et Multi Starmap, adaptés à vos données et à votre ensemble de composés. Ensemble, ces méthodologies vous aident à prioriser les composés les plus prometteurs à synthétiser.
Pourquoi choisir Sygnature Discovery ?
Notre équipe de chimistes computationnels et médicinaux possède une vaste expérience dans la compréhension des calculs d’énergie libre, notamment des NES. Nous avons démontré notre capacité à intégrer avec succès ces connaissances computationnelles dans les décisions de synthèse concrètes.
Nous proposons une méthode rapide et précise pour prédire l’affinité de liaison des ligands, permettant ainsi de prioriser les composés à synthétiser et de réaliser d’importantes économies de temps et d’argent.
Nos solutions
Nous avons appliqué avec succès la NES à des projets basés sur la structure. Dans un projet d’optimisation de composé principal ciblant une kinase, la NES a démontré une forte corrélation avec les données expérimentales (r² = 0,76) et un coefficient de corrélation de rang de 0,71, validant ainsi son pouvoir prédictif. Des études prospectives ont confirmé la fiabilité de la NES pour éliminer les composés à faible potentiel, permettant des gains de temps et de coûts.
Au cours de l’année suivante, la méthode NES a été appliquée prospectivement à plus de 70 composés répartis sur 13 cycles d’analyse, représentant 5 séries chimiques différentes. La méthode NES a atteint un coefficient de corrélation de rang de 0,62. Lors de la classification des composés avec un seuil de ΔG ≤ –10 kcal/mol, la méthode NES a atteint une précision de 0,75 et un coefficient kappa de Cohen de 0,51. À une exception près, tous les composés à haute affinité et de nombreux composés à faible affinité ont été correctement identifiés. Ces résultats démontrent que la méthode NES permet d’éliminer efficacement les candidats peu performants avec un niveau de confiance raisonnable, réduisant ainsi les coûts et les efforts expérimentaux.
FEP contre NES
Dans plusieurs études cibles, nous avons comparé les performances de FEP+ et de NES et constaté que les deux outils offraient une précision comparable.