在人工智能的大力協(xié)助和大量的人類接觸下，密歇根大學(xué)的蒂姆·切爾納克(Tim Cernak)實驗室發(fā)現(xiàn)了一項發(fā)現(xiàn)，大大加快了構(gòu)建分子的耗時化學(xué)過程，這些分子將成為明天的藥物，農(nóng)用化學(xué)品或材料。

這一發(fā)現(xiàn)發(fā)表在3月<>日的《科學(xué)》雜志上，是藥學(xué)院和化學(xué)系Cernak實驗室多年化學(xué)合成和數(shù)據(jù)科學(xué)研究的高潮。

該研究的目標(biāo)是確定分子合成中的關(guān)鍵反應(yīng)，最終將過程減少到盡可能少的步驟。最后，Cernak和他的團(tuán)隊僅用三個步驟就實現(xiàn)了自然界中發(fā)現(xiàn)的復(fù)雜生物堿的合成。以前的合成需要26到<>個步驟。

“例如，制造一種在正確的位置具有原子的化學(xué)結(jié)構(gòu)來為您提供有效且無毒的藥物是很棘手的，”藥物化學(xué)和化學(xué)助理教授Cernak說。“它需要一種化學(xué)合成策略，該策略基于您實際可以購買的化學(xué)構(gòu)件，然后使用化學(xué)反應(yīng)拼接在一起。

這一成就對加快藥物開發(fā)具有重大意義。

Cernak將這些復(fù)雜分子的構(gòu)建比作下棋。您需要編排一系列動作才能到達(dá)游戲的結(jié)尾。雖然有近乎無限數(shù)量的可能動作，但有一個可以遵循的邏輯。

“我們在這里開發(fā)了一種基于圖論的邏輯，以盡快到達(dá)終點，”他說。

Cernak及其同事使用了SYNTHIA逆合成軟件，該軟件為科學(xué)家提供了數(shù)百萬種分子結(jié)構(gòu)的途徑或步驟和公式的數(shù)據(jù)庫。這為團(tuán)隊提供了大量的計算合成數(shù)據(jù)。

使用他們開發(fā)的算法來管理數(shù)據(jù)，研究人員確定了沿途具有高影響力的步驟或關(guān)鍵步驟，以及正在完成合成但最終對整個過程效率低下的步驟。

“我們希望這項研究能夠帶來更好的藥物，”Cernak說。“到目前為止，我們在化學(xué)合成中可以快速進(jìn)入的分子結(jié)構(gòu)方面受到限制。

合著者包括藥學(xué)高級研究員林英福;張銳，化學(xué)博士生;王迪，藥學(xué)博士生。

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