FEB 28, 2024
수용체 기능적 반응의 정확한 모델링: GPCR 및 그 이상
약물이 효과를 발휘하기 위해서는 표적 단백질에 대한 강력한 결합이 필수 조건이지만, 그것만으로는 충분하지 않습니다. 오히려 원하는 기능적 반응을 유도하기 위해서는 약물이 단백질의 기능을 억제하거나, 주로 단백질의 구조적 평형을 변화시킴으로써 단백질의 활성을 조절해야 합니다. 이러한 단백질 구조 변화는 시간 척도가 길기 때문에 물리 기반 시뮬레이션을 통해 직접 모델링하기 어렵습니다. 그러나 저희의 최근 연구에서는 FEP+ 을 활용한 알케미(Alchemy) 자유 에너지 계산을 통해 이러한 장시간 척도 과정의 결과를 정확하게 모델링할 수 있음을 입증했습니다.
이번 웨비나에서는 리간드 결합에 대한 수용체의 기능적 반응을 정확하고 신뢰성 있게 예측할 수 있는, 다루기 쉽고 계산 효율이 높은 프로토콜을 소개합니다. 여기에는 다음이 포함됩니다:
- 절대 결합 자유 에너지 섭동(ABFEP)을 활용하여 리간드가 수용체의 활성 상태와 비활성 상태에 결합했을 때의 차이를 정량화하고, 리간드 결합에 따른 기능적 반응을 정확하게 예측하는 방법
- 8개의 G 단백질 결합 수용체(GPCR)와 1개의 핵 수용체를 포함한 대규모 시스템 집합에 대한 검증
- 이 FEP 기반 워크플로우를 활용하여 신약 개발 프로그램에서 리간드를 작용제 또는 길항제로 분류하는 데 있어 전례 없는 성능을 달성하는 방법
- 자신의 연구 프로젝트에 이 접근법을 적용하기 위한 모범 사례
연사 소개
링글 왕 박사
수석 부사장, Schrödinger
과학 개발 부문 수석 부사장인 링글 왕(Lingle Wang)은 2012년 켄트릭 바이오사이언스( Schrödinger )에 합류했습니다. 그는 켄트릭 바이오사이언스( Schrödinger)의 물리학 기반 전산 신약 개발 플랫폼을 발전시키는 업무를 담당하고 있습니다. 그는 컬럼비아 대학교에서 리처드 프라이스너(Richard Friesner) 교수 및 브루스 번(Bruce Berne) 교수와 함께 단백질-리간드 결합에서 물 분자의 역할을 정량화하는 방법, 생체분자 시뮬레이션에서의 강화된 샘플링, 자유 에너지 계산에 관한 연구를 수행하며 박사 학위를 취득했습니다. 링글은 자유 에너지 방법론 개발 및 신약 개발 분야에서의 응용에 관한 다수의 논문을 발표했습니다.
마틴 푀겔레 박사
1급 선임 연구원, Schrödinger
마틴 푀겔레(Martin Vögele)는 뉴욕시에 위치한 켄트릭 바이오사이언스( Schrödinger, Inc.)의 생명과학 소프트웨어 부서에서 선임 연구원으로 근무하고 있다. 그 전에는 스탠퍼드 대학교에서 컴퓨터 과학 분야 박사후 연구원으로 재직하며, G-단백질 결합 수용체(G-protein-coupled receptors) 시뮬레이션과 구조 생물학 및 신약 개발을 위한 고성능 컴퓨팅( 머신러닝 ) 연구를 수행했다. 미국으로 이주하기 전, 그는 독일 프랑크푸르트에 위치한 막스 플랑크 생물물리학 연구소(Max Planck Institute of Biophysics)에서 지질막 내 확산 및 자기조직화 현상에 관한 연구로 박사 학위를 취득했다.