[发明专利]一种化学药物hERG钾离子通道阻断作用的定性预测方法及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种计算机辅助药物设计预测方法及其系统，特别涉及的是一种化学药物hERG钾离子通道阻断作用的定性预测方法及其系统。

背景技术

长QT间期综合征指心电图上QT间期延长，伴有T波和(或)u波形态异常，临床上表现为室性心律失常、晕厥和猝死的一组综合征。从20世纪90年代开始，不断发现某些药物能引起长QT间期综合征。部分开发中的药物因此终止开发，已上市的部分药物如普尼拉明、特非那定、西沙必利、格帕沙星撤出市场，另外一些药物如匹莫齐特、硫利达嗪等药物被限制使用。1997年至2001年由于致QT间期延长从美国市场撤出的处方药为全部从市场撤出处方药的40%。

这一情况给制药企业带来巨大的资源浪费和经济损失。据估计，在药物开发过程中每提高10%药物致心律失常的预测率，就可以节省1亿美元的开发成本。

研究表明，化学药物的hERG(人类ether-à-go-go相关基因)钾离子通道的阻断作用与QT间期延长作用有密切的相关性。通过研究化学药物对hEGR钾离子通道的影响来评估其致心律失常的潜在危险，已成为国外各大制药公司药物开发过程中的常规性工作。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种对结构已知的化学药物的hERG阻断作用进行快速预测的计算机辅助系统及其方法。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

本发明的第一方面，提供一种化学药物hERG钾离子通道阻断作用的定性预测方法，所述方法步骤包括：确定化学药物的分子结构信息；将所述分子结构与已知的具有hERG阻断作用相关的化合物的分子特征结构进行比较，判断其是否具有所述特征结构，作出定性预测。

本发明的第二方面，提供一种化学药物hERG钾离子通道阻断作用的定性预测系统，该化学药物hERG钾离子通道阻断作用的定性预测系统至少包括：输入模块，用于输入和分析药物分子的二维结构信息，并响应用户的各种操作；显示模块，用于原始的或者处理后的药物分子结构的可视化输出；存储模块，用于存储、读取和管理计算机程序文件、化学药物分子结构文件、数据文件、配置文件、临时文件和历史文件；数据处理模块，用于实时分析输入的分子结构，进行数据格式处理及显示格式处理，将处理结果保存到内存中；hERG阻断作用预测模块，用于对化学药物进行hERG钾离子通道阻断作用定性预测；所述数据处理模块与所述输入模块、显示模块、hERG阻断作用预测模块、存储模块相连接。

本发明的第三方面，提供一种利用化学药物hERG钾离子通道阻断作用的定性预测系统进行化学药物hERG钾离子通道阻断作用预测的方法，所述方法的具体步骤包括：（1)在本发明的化学药物hERG钾离子通道阻断作用的定性预测系统中，启动输入模块，新建一个分子编辑窗口；（2）在分子编辑区域中建立或导入一个药物分子结构；（3）判断该分子结构在化学上是否正确，如果正确则继续，否则返回步骤（2），重新编辑分子结构；（4）对分子进行hERG钾离子通道阻断作用预测，（5）返回预测结果。

研究表明，化学药物的心脏毒性是由化学药物阻断hERG钾离子通道，导致引起的尖端扭转性室速和心律失常。本发明所述的系统及其方法，可用于预测化学药物潜在心脏毒性危险的用途，在新药开发过程中帮助研发人员预测化学药物对hERG钾离子通道阻断作用的强度，进而预测该药物导致病人发生心律失常的风险。

本发明的化学药物hERG钾离子通道阻断作用的定性预测系统及其方法，能够在药物开发的前期，及时、准确地预测在研药物的心脏毒性风险，节省大量的资金和时间。本发明所述系统的架构具有良好的灵活性和可扩展性，可以方便的应用于对化学药物其他生物活性的预测中。

附图说明

图1是本发明化学药物hERG钾离子通道阻断作用的定性预测系统的优选系统架构及其原理的示意图。

图2是本发明化学药物hERG钾离子通道阻断作用的定性预测系统中，一个优选的hERG阻断作用预测模块的架构和工作流程示意图。

图3是本发明化学药物hERG钾离子通道阻断作用的定性预测方法的步骤流程示意图。

附图标记说明

10  计算机平台

100      化学药物hERG钾离子通道阻断作用的定性预测系统

110  输入模块   120显示模块   130一数据处理模块   140存储模块

150  hERG阻断作用预测模块   151可预测性特征库   152低活性特征库