Multifaceted Roles of Crystallography in Modern Drug Discovery

کار حاضر تصویری از آخرین روش‌های کریستالوگرافی، تحلیلی و محاسباتی مورد استفاده در طراحی و توسعه داروهای مدرن ارائه می‌دهد. موضوعات مورد بحث عبارتند از: طراحی دارو در برابر سیستم های پیچیده (پروتئین های غشایی، گیرنده های سطح سلول، اهداف اپی ژنتیک، و ریبوزوم). تعدیل برهمکنش های پروتئین-پروتئین؛ تأثیر ساختارهای مولکولی کوچک در کشف دارو و استفاده از مفاهیمی مانند هندسه مولکولی، ساختار و انعطاف پذیری در طراحی دارو. روش‌شناسی برای درک و توصیف حالت‌های پروتئین و تعاملات پروتئین-لیگاند در طول فرآیند طراحی دارو. و درمان های آنتی بادی مونوکلونال. این روش‌ها از طریق کاربرد آن‌ها برای مشکلات پزشکی و بیولوژیکی، مانند عفونت‌های ویروسی و باکتریایی، دیابت، بیماری‌های خودایمنی و بیماری‌های CNS نشان داده می‌شوند. همانطور که رویکردهای کشف دارو در طول زمان تغییر کرده است، روش‌های مورد استفاده برای حل مشکلات متنوع، جدید و دشواری که در کشف دارو با آن مواجه می‌شوند نیز تغییر کرده‌اند. در سال‌های اخیر ما شاهد پیشرفت‌های زیادی در زمینه‌های ژنتیک، زیست‌شناسی، شیمی و پزشکی بوده‌ایم، اما هنوز بسیاری از نیازهای پزشکی برآورده نشده، از عفونت‌های باکتریایی گرفته تا سرطان و بیماری‌های مزمن، وجود دارد که نیازمند درمان‌های جدید، متفاوت یا بهتر است. این کار برای محققان و سیاست گذاران علاقه مند به آخرین پیشرفت ها در طراحی دارو جالب خواهد بود.

The present work offers a snapshot of the state-of-the-art of crystallographic, analytical, and computational methods used in modern drug design and development. Topics discussed include: drug design against complex systems (membrane proteins, cell surface receptors, epigenetic targets, and ribosomes); modulation of protein-protein interactions; the impact of small molecule structures in drug discovery and the application of concepts such as molecular geometry, conformation, and flexibility to drug design; methodologies for understanding and characterizing protein states and protein-ligand interactions during the drug design process; and monoclonal antibody therapies. These methods are illustrated through their application to problems of medical and biological significance, such as viral and bacterial infections, diabetes, autoimmune disease, and CNS diseases. As approaches to drug discovery have changed over time, so have the methodologies used to solve the varied, new, and difficult problems encountered in drug discovery. In recent years we have seen great progress in the fields of genetics, biology, chemistry, and medicine, but there are still many unmet medical needs, from bacterial infections to cancer to chronic maladies, that require novel, different, or better therapies. This work will be of interest to researchers and policy makers interested in the latest developments in drug design.