A Computational Approach to Developing Heterochiral Peptide Therapeutics

开发异手性肽疗法的计算方法

基本信息

  • 批准号:
    8534181
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 30.38万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2010
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2010-09-01 至 2015-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): Peptides are an emergent and important class of therapeutics with over forty compounds on the market and nearly 700 more in clinical or pre-clinical trials. During the development of peptide drugs, D-enantiomers of amino acids are frequently incorporated to improve pharmacokinetic and pharmacodynamic properties by lowering susceptibility to proteolysis. Typically, such modifications are introduced in lead compounds by trial-and-error or combinatorial approaches. Our laboratory is developing protCAD (protein Computer Aided Design) to simulate the impact of non-natural amino acids on structure and stability. Using fundamental principles of protein design, we will pursue the computational, structure-based development of peptides with variable chirality, broadly extending our capacity to create safe and potent therapeutics. The success of current computational protein design software is indebted to decades of structural and thermodynamic studies on natural proteins. This leads to an important question - Can simulation tools and molecular parameter sets these programs employ be generalized to the design of a broader class of macromolecules? Preliminary characterization of several computationally designed heterochiral proteins in our lab indicates that tools in protCAD are extendable to non-natural amino acids. In focusing on stereochemically diverse peptides, we will stringently test our fundamental understanding of principles underlying protein structure and stability. Our specific aims focus on three rationally designed, heterochiral lead scaffolds identified using a combination of protCAD and structural bioinformatics tools developed in our laboratory. Each scaffold presents a unique biophysical challenge, exploring contributions of molecular forces and the folding energy landscape in design. These scaffolds address important public health priorities including: (1) developing potent therapeutics for the treatment of diabetes, (2) providing safer molecules for chelation therapy treatment of toxic metal poisoning and (3) providing a novel, rationally designed class of antimicrobials. PUBLIC HEALTH RELEVANCE: We are developing software for the computer-based drug design of peptide therapeutics. Currently, we are focusing our program on three major areas of public health concern. The first is an anti- diabetes peptide hormone that stimulates insulin production and lowers blood sugar. We are also developing peptides that bind toxic metals to promote their safe clearance from the body. Lastly, we are adapting a natural peptide from soil bacteria to produce a new class of antibiotics. Computer engineering of peptide drugs has a lot to contribute both to medicine and to our basic understanding of how proteins function.
描述(由申请人提供):肽是一类新兴且重要的治疗药物,市场上有超过 40 种化合物,还有近 700 种化合物处于临床或临床前试验中。在肽药物的开发过程中,经常掺入氨基酸的 D-对映体,通过降低对蛋白水解的敏感性来改善药代动力学和药效学特性。通常,通过试错或组合方法在先导化合物中引入此类修饰。我们的实验室正在开发protCAD(蛋白质计算机辅助设计)来模拟非天然氨基酸对结构和稳定性的影响。利用蛋白质设计的基本原理,我们将追求基于计算的结构开发具有可变手性的肽,广泛扩展我们创造安全有效的治疗方法的能力。当前计算蛋白质设计软件的成功归功于数十年对天然蛋白质的结构和热力学研究。这就引出了一个重要的问题——这些程序使用的模拟工具和分子参数集是否可以推广到更广泛的大分子类别的设计?我们实验室中几种计算设计的异手性蛋白质的初步表征表明,protCAD 中的工具可扩展到非天然氨基酸。在专注于立体化学多样化的肽时,我们将严格测试我们对蛋白质结构和稳定性基础原理的基本理解。我们的具体目标集中于使用 protCAD 和我们实验室开发的结构生物信息学工具相结合确定的三种合理设计的异手性先导支架。每个支架都提出了独特的生物物理挑战,探索分子力和折叠能量景观在设计中的贡献。这些支架解决了重要的公共卫生优先事项,包括:(1) 开发治疗糖尿病的有效疗法,(2) 为有毒金属中毒的螯合疗法提供更安全的分子,以及 (3) 提供新型、设计合理的一类抗菌药物。 公共卫生相关性:我们正在开发用于基于计算机的肽疗法药物设计的软件。目前,我们的计划重点关注公共卫生问题的三个主要领域。第一种是抗糖尿病肽激素,可刺激胰岛素产生并降低血糖。我们还在开发结合有毒金属的肽,以促进其从体内安全清除。最后,我们正在利用土壤细菌中的天然肽来生产新型抗生素。肽药物的计算机工程对医学和我们对蛋白质功能的基本理解都有很大的贡献。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Vikas Nanda其他文献

Vikas Nanda的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Vikas Nanda', 18)}}的其他基金

A Computational Approach to Developing Heterochiral Peptide Therapeutics
开发异手性肽疗法的计算方法
  • 批准号:
    8325624
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 30.38万
  • 项目类别:
A Computational Approach to Developing Heterochiral Peptide Therapeutics
开发异手性肽疗法的计算方法
  • 批准号:
    8729531
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 30.38万
  • 项目类别:
A Computational Approach to Developing Heterochiral Peptide Therapeutics
开发异手性肽疗法的计算方法
  • 批准号:
    8134942
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 30.38万
  • 项目类别:
A Computational Approach to Developing Heterochiral Peptide Therapeutics
开发异手性肽疗法的计算方法
  • 批准号:
    7899429
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 30.38万
  • 项目类别:
A Computational Approach to Developing Heterochiral Peptide Therapeutics
开发异手性肽疗法的计算方法
  • 批准号:
    8700722
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 30.38万
  • 项目类别:
Structure-Based Engineering of Allergens to Enhance Digestibility
基于结构的过敏原工程可提高消化率
  • 批准号:
    7895279
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 30.38万
  • 项目类别:
Structure-Based Engineering of Allergens to Enhance Digestibility
基于结构的过敏原工程可提高消化率
  • 批准号:
    8053850
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 30.38万
  • 项目类别:
THE EFFECT OF D-AMINO ACIDS ON THE FOLDING DYNAMICS OF TRP-CAGE
D-氨基酸对 TRP-CAGE 折叠动力学的影响
  • 批准号:
    7955457
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 30.38万
  • 项目类别:
Computational Design of a Synthetic Extracellular Matrix
合成细胞外基质的计算设计
  • 批准号:
    7849244
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 30.38万
  • 项目类别:

相似国自然基金

抗原非特异性B细胞进入生发中心并实现亲和力成熟的潜力与调控机制
  • 批准号:
    32370941
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于计算生物学技术小分子农兽药残留物驼源单域抗体虚拟筛选与亲和力成熟 -以内蒙古阿拉善双峰驼为例
  • 批准号:
    32360190
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    34 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
面向免疫疗法标志物识别的基于多特征融合的肽与MHC亲和力预测研究
  • 批准号:
    62302277
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于胞内蛋白亲和力标记策略进行新型抗类风湿性关节炎的选择性OGG1小分子抑制剂的发现
  • 批准号:
    82304698
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
面向多场景应用的药物-靶标结合亲和力预测研究
  • 批准号:
    62371403
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Strategies for next-generation flavivirus vaccine development
下一代黄病毒疫苗开发策略
  • 批准号:
    10751480
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 30.38万
  • 项目类别:
High-throughput thermodynamic and kinetic measurements for variant effects prediction in a major protein superfamily
用于预测主要蛋白质超家族变异效应的高通量热力学和动力学测量
  • 批准号:
    10752370
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30.38万
  • 项目类别:
Small Molecule Therapeutics for Sickle Cell Anemia
镰状细胞性贫血的小分子疗法
  • 批准号:
    10601679
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30.38万
  • 项目类别:
Mechanistic Studies of Viral Host Cell Recognition and Entry and their Implication for Protein Design of Molecular Delivery Devices
病毒宿主细胞识别和进入的机制研究及其对分子递送装置蛋白质设计的意义
  • 批准号:
    10527903
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 30.38万
  • 项目类别:
Mechanistic Studies of Viral Host Cell Recognition and Entry and their Implication for Protein Design of Molecular Delivery Devices
病毒宿主细胞识别和进入的机制研究及其对分子递送装置蛋白质设计的意义
  • 批准号:
    10652635
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 30.38万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了