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Professionelle und kostensparende Lösungen

Datenbank-Vorfilterung und Wirkstoffsammlung für ligandbasierte Inhibitor-Screenings

Effektives ligandenbasiertes Screening nach Enzyminhibitoren beginnt mit einer hochwertigen, sorgfältig kuratierten Wirkstoffbibliothek. Die Präzision von virtuellem Screening, Pharmakophor-Mapping und QSAR-Modellierung hängt direkt von der Integrität und Diversität der eingesetzten Moleküle ab.

Bei Creative Enzymes ist unser Service zur Datenbank-Vorfilterung und Wirkstoffsammlung speziell darauf ausgelegt, das ligandenbasierte Design von Enzyminhibitoren zu unterstützen. Wir stellen sicher, dass nur die relevantesten, chemisch stabilen und biologisch sinnvollen Verbindungen für das Screening ausgewählt werden – um die Trefferqualität zu maximieren und rechnerisches Rauschen zu minimieren. Durch rigorose Filterung, cheminformatikgestützte Bewertung und fachkundige biochemische Überprüfung bereiten wir Wirkstoffbibliotheken vor, die für die Identifizierung neuer Enzyminhibitoren mit hoher Erfolgsrate optimiert sind.

Hintergrund: Bedeutung der Datenbank-Vorfilterung und Wirkstoffsammlung

Im ligandenbasierten Inhibitordesign ist die Qualität der Eingangsdaten entscheidend. Während Enzymstrukturen für struktur-basierte Ansätze nicht immer verfügbar sind, nutzt das ligandenbasierte Screening vorhandenes Wissen über bekannte Inhibitoren und aktive Moleküle. Ungefilterte chemische Datenbanken enthalten jedoch oft redundante, reaktive oder biologisch irrelevante Verbindungen, die SAR-Trends verschleiern und die Vorhersagekraft verringern.

Datenbank-Vorfilterung ist daher ein wichtiger Vorbereitungsschritt, der ungeeignete Einträge eliminiert und rechnerische Ressourcen auf chemisch diverse, arzneimittelähnliche und enzymrelevante Moleküle fokussiert. Durch systematische Filterung und eigenschaftsbasierte Bewertung steigern wir die Effizienz und Zuverlässigkeit ligandenbasierter Screening-Workflows.

Database pre-filtering and compound collection for ligand-based inhibitor screening service

Bei Creative Enzymes haben wir eine mehrstufige Pipeline zur Wirkstoff-Vorfilterung entwickelt, die cheminformatische Tools, physikochemische Bewertung und Enzymrelevanz-Analysen integriert. Das Ergebnis ist eine maßgeschneiderte, screeningbereite Bibliothek für das ligandenbasierte Design von Enzyminhibitoren, die aussagekräftige Resultate liefert und Fehlalarme minimiert.

Unsere Dienstleistungen und Kompetenzen

Der Service zur Datenbank-Vorfilterung und Wirkstoffsammlung unterstützt sowohl die akademische Enzymforschung als auch die industrielle Inhibitorentwicklung und stellt kuratierte Wirkstoffbibliotheken für virtuelles und experimentelles Screening bereit.

Unser Workflow umfasst folgende Phasen:

Phase Details
Datenbank-Quellen Integration proprietärer und öffentlicher Wirkstoffdatenbanken wie ZINC, ChEMBL, PubChem sowie unseres kuratierten Repositoriums enzymfokussierter Ligandenstrukturen.
Wirkstoff-Standardisierung Strukturelle Normalisierung gewährleistet konsistente Darstellungen von Tautomeren, stereochemischen Konfigurationen und Protonierungszuständen, die für die Enzym-Liganden-Erkennung entscheidend sind.
Filterung nach Arzneimittelähnlichkeit und Enzymkompatibilität Verbindungen werden anhand der Regeln von Lipinski und Veber sowie enzym-spezifischer Eigenschaftsschwellen (z. B. Ladungszustand, Flexibilität oder polare Oberfläche) bewertet.
Optimierung der chemischen Diversität Scaffold-Clustering und Redundanzeliminierung sorgen für eine breite chemische Abdeckung verschiedener Enzymfamilien bei minimaler Wiederholung.
Toxizitäts- und Reaktivitäts-Screening Entfernung von Substrukturen, die mit Instabilität, kovalenter Reaktivität oder unspezifischer Enzyminhibition assoziiert sind (z. B. PAINS und Aggregatoren).
Anpassbare Auswahlkriterien Kunden können Einschränkungen nach Enzymklasse, Molekulargewicht, pKa-Bereich oder Pharmakophor-Merkmalen definieren, die bekannte Bindungsmotive widerspiegeln.

Das Ergebnis ist eine zielgerichtete Wirkstoffsammlung, die für das ligandenbasierte Screening von Enzyminhibitoren optimiert ist und einen soliden Ausgangspunkt für Pharmakophor-Modellierung, Ähnlichkeitssuche und QSAR-basierte Priorisierung bietet.

Service-Highlights

  • Spezialisierter Fokus auf die Entdeckung von Enzyminhibitoren statt allgemeinem Arzneimitteldesign.
  • Integration chemischer Intelligenz und biochemischer Relevanzbewertung zur Identifizierung vielversprechender Liganden für Enzymziele.
  • Anpassbare Vorfilterungsparameter, die auf spezifische Enzymklassen zugeschnitten sind (Oxidoreduktasen, Transferasen, Hydrolasen usw.).
  • Erstellung screeningbereiter, strukturell diverser und biologisch relevanter Wirkstoffbibliotheken.
  • Eine entscheidende Grundlage für nachgelagertes ligandenbasiertes Screening und Validierung.

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Blick nach vorn: Von der Wirkstoffvorbereitung zur experimentellen Validierung

Die durch diesen Service generierten kuratierten Wirkstoffbibliotheken bilden die essenzielle Brücke zwischen rechnergestütztem Ligandendesign und Laborscreening. Nachfolgend auf die Technische und rechnergestützte Unterstützung für das ligandenbasierte Inhibitordesign werden in dieser Phase die vielversprechendsten Verbindungen für die praktische Bewertung in Enzyminhibitionsstudien ausgewählt und verfeinert.

Unsere nachgelagerten Module, die den Zyklus der ligandenbasierten Inhibitordiscovery vervollständigen:

Zusammen ermöglichen diese miteinander verbundenen Dienstleistungen einen vollständig integrierten ligandenbasierten Design-Workflow – von der Datenvorbereitung bis zum mechanistischen Verständnis.

Anfrage

Warum Creative Enzymes wählen

Umfassender Datenbankzugang

Wir verfügen über Zugang zu mehreren proprietären und öffentlichen Datenbanken und gewährleisten so eine umfassende Wirkstoffabdeckung über chemische und biologische Diversität hinweg.

Fortschrittliche Filteralgorithmen

Wir setzen modernste cheminformatische und KI-gestützte Filtertools ein, um Wirkstoffqualität, Diversität und vorhergesagte biologische Relevanz zu bewerten.

Individuelles Bibliotheksdesign

Jede Wirkstoffsammlung wird individuell nach Kundenspezifikation, Zielenzymklasse und geplanter Screeningstrategie zusammengestellt.

Hohe Datenintegrität und Reproduzierbarkeit

Strenge Qualitätskontrollen gewährleisten standardisierte, validierte Daten, die sofort in rechnergestützten oder experimentellen Pipelines eingesetzt werden können.

Integration in ligandenbasierte Workflows

Unsere vorgefilterten Bibliotheken sind vollständig kompatibel mit Pharmakophor-Modellierung, QSAR-Analyse und virtuellem Screening und bilden eine nahtlose Verbindung zwischen Datenvorbereitung und Inhibitordesign.

Wissenschaftliche Strenge und Vertraulichkeit

Alle Projekte werden unter strikter Vertraulichkeit durchgeführt, unterstützt von einem interdisziplinären Team mit Expertise in Enzymologie, computergestützter Chemie und Datenanalyse.

Fallstudien und Erfolgsgeschichten

Fall 1: Kuration und Filterung einer fokussierten Wirkstoffbibliothek für die DNMT1-Ligandenfindung

Kundenbedarf:

Ein Biotech-Startup wollte niedermolekulare Inhibitoren der DNA-Methyltransferase 1 (DNMT1) identifizieren, um epigenetische Modulation in der Krebstherapie zu erforschen. Sie benötigten eine initiale virtuelle Bibliothekskuration und Vorfilterung, um eine hochwertige, ligandenähnliche Wirkstoffmenge für das ligandenbasierte Screening zu erstellen.

Unser Ansatz:

Wir aggregierten Wirkstoffdaten aus mehreren kommerziellen und proprietären Quellen (über 1,2 Millionen Einträge) und wendeten eine mehrstufige Filterung an:

  • Physikochemische Eigenschaftsfilter (Lipinski, Veber, BBB-Permeabilität)
  • Toxikophor- und PAINS-Entfernung zur Eliminierung von Fehlalarmen
  • Diversitäts-Clustering mittels ECFP6-Fingerprints zur Erhaltung der Scaffold-Vielfalt
  • Ähnlichkeitsbasierte Vorselektion gegenüber bekannten DNMT1-Inhibitoren

Eine verfeinerte, fokussierte Wirkstoffbibliothek mit ca. 40.000 Einträgen wurde für das nachgelagerte ligandenbasierte Screening zusammengestellt.

Ergebnis:

Die kuratierte Datenbank bot ausgewogene Diversität und hohe chemische Qualität und diente als Grundlage für virtuelles Screening und QSAR-Modellierung. Das cheminformatische Inhouse-Team des Kunden nutzte das kuratierte Subset für zukünftige Multi-Target-Epigenetik-Screeningkampagnen.

Fall 2: Fokussierte Wirkstoffbibliotheks-Kuration für das Screening von Aldosereduktase-Inhibitoren

Kundenbedarf:

Ein Nutraceutical-Unternehmen wollte neuartige Aldosereduktase-(AR)-Inhibitoren zur Behandlung diabetischer Komplikationen identifizieren. Ihre Wirkstoffquellen waren redundant und chemisch inkonsistent, was die Zuverlässigkeit des ligandenbasierten Screenings einschränkte. Sie benötigten eine kuratierte, hochwertige Bibliothek, die für die Entdeckung von Enzyminhibitoren optimiert ist.

Unser Ansatz:

Wir stellten einen Datensatz von ca. 900.000 Verbindungen aus kommerziellen und Naturstoffdatenbanken zusammen und verfeinerten ihn. Der Workflow umfasste:

  • Strukturelle Standardisierung zur Vereinheitlichung von Protonierung und Stereochemie
  • Physikochemische Filterung (MW 250–500, LogP 1–4, PSA <100 Å2) für Arzneimittelähnlichkeit
  • Toxikophor- und Reaktivitätsausschluss zur Entfernung instabiler oder falsch-positiver Strukturen
  • Diversitäts-Clustering zur Erhaltung der Scaffold-Vielfalt
  • Pharmakophor-basierte Relevanzbewertung unter Verwendung bekannter AR-Inhibitoren als Templates

Ergebnis:

Die optimierte Bibliothek mit ca. 45.000 diversen, enzymkompatiblen Molekülen verbesserte die Screeninggenauigkeit und chemische Qualität. Das virtuelle Screening ergab sechs vielversprechende Scaffolds, von denen zwei experimentell als niedrig-mikromolare AR-Inhibitoren mit ausgezeichneter Löslichkeit und ADMET-Eigenschaften validiert wurden.

Häufig gestellte Fragen (FAQs)

  • F: Aus welchen Wirkstoffdatenbanken können Sie beziehen?

    A: Wir nutzen eine breite Palette öffentlicher und proprietärer Ressourcen, darunter ZINC, ChEMBL, PubChem, DrugBank und unser internes Enzym-Liganden-Repository.
  • F: Kann ich eigene Kriterien für die Wirkstoffauswahl vorgeben?

    A: Ja. Wir können Verbindungen nach kundenspezifischen Eigenschaften wie Molekulargewichtsbereich, Lipophilie oder strukturellen Motiven filtern, die für bestimmte Enzymfamilien relevant sind.
  • F: Wie stellen Sie die Diversität in großen Wirkstoffbibliotheken sicher?

    A: Wir wenden Clustering-Algorithmen auf Basis molekularer Fingerprints an, um eine vielfältige chemische Abdeckung zu gewährleisten und redundante Scaffolds zu eliminieren.
  • F: Liefern Sie die Daten in bestimmten Dateiformaten?

    A: Ja. Gefilterte Bibliotheken können in Formaten wie SDF, MOL2, CSV oder SMILES geliefert werden, die mit gängigen rechnergestützten Plattformen kompatibel sind.
  • F: Wie lange dauert die Datenbank-Vorfilterung in der Regel?

    A: Je nach Größe und Komplexität der Datenbank werden Projekte in der Regel innerhalb von 2–4 Wochen abgeschlossen, einschließlich Validierung und Dokumentation.
  • F: Können die gefilterten Bibliotheken direkt in Ihren ligandenbasierten Screening-Services verwendet werden?

    A: Absolut. Die kuratierten Datensätze sind vollständig für die Integration mit unseren ligandenbasierten Pharmakophor-Modellierungs-, QSAR-Analyse- und virtuellen Screening-Workflows optimiert.

Nur für Forschungs- und Industriezwecke. Nicht für den persönlichen Gebrauch bestimmt. Bestimmte Produkte in Lebensmittelqualität eignen sich für die Formulierungsentwicklung in Lebensmitteln und verwandten Anwendungen.

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