商业化结构生物学知识可以节省资金并加速药物发现
HarkerBIO是布法罗尼亚加拉医学校区不断发展的生物技术生态系统中的“闪亮之星”。这家小型结构生物学公司为药物和生物技术公司确定蛋白质的三维结构。
这可能听起来很简单 - 甚至很简单 - 但这个过程就是“星际迷航”中的事情。HarkerBIO使用先进的生物化学技术,超级计算能力和实验室专业知识来破译巨大而复杂的蛋白质结构。
然后,该公司利用这些信息帮助制药公司摆脱药物样分子可能结合的位置,最终为新药创造分子。与此同时,生物技术公司利用结构数据改进酶催化剂,加速化学转化。
HarkerBIO由Hauptman-Woodward医学研究所于2015年成立,该研究所是UB雅各布医学和生物医学科学学院结构生物学系的所在地,旨在将Hauptman-Woodward在X射线晶体学方面的专业知识商业化。
它现在有14名员工,参与START-UP NY经济发展计划,并与Albany Molecular Research Inc.合作,Albany Molecular Research Inc.是一家合同研究和制造组织,在医学园区设有实验室。
药物发现
“当你发现一种药物时,你可以选择很多小分子。你有多种选择......比宇宙中的所有恒星都要多,”HarkerBIO首席执行官兼首席科学官Artem Evdokimov博士说。 。“但只有少数是好的。其余的都没用。”
找到附着在蛋白质上的分子的一种方法就是简单地尝试它们。今天,公司可以通过实验测试数百万种不同的分子,以确定是否有任何工作。
一种更实惠且更灵活的方法是在虚拟世界中筛选它们 - 在计算机内部。为此,科学家在计算机模拟中探测了数十亿个虚拟化学物质的蛋白质(具有数万个原子或更多)的三维结构。当一些虚拟化合物“粘附”在蛋白质结构上时,它们可以由化学家在实验室中制造,然后进行测试以确定它们是否实际结合。因此,需要制造和测试的分子数量从数百万减少到数百或更少。
“最终,分子将由化学家制造,然后进行测试,”Evdokimov说。“药物设计是一个循环过程。你会找到一些有用的东西,你研究它并改变它,然后你就会做得更好。”
商业化专业知识
在结构生物学的小而竞争的世界中,HarkerBIO在其专业化方面具有优势。HarkerBIO的科学家与潜在客户协商,深入讨论他们的需求和目标。有时,如果项目过于具有挑战性,HarkerBIO将帮助客户确定目标更加现实。
“结构生物学在某种程度上是独一无二的,”该公司执行主席詹姆斯•比尔特科夫说。“我们的客户可以获得'不'的巨大经济利益。如果一个想法是一个破产,让我们在他们花费10或2000万美元之前发现。结构是硬数据,可以告诉你某些东西是否会起作用。“
Biltekoff表示,该公司的长期目标是保持对结构的高度关注,并加强其作为“知识伙伴”的作用。
“我们希望增加一个更合适的研究功能,专注于药物发现过程,以及我们在结构生物学中使用的技术,”他说。
这包括将员工的时间用于发现。“我对公司的看法是,所有资深人士最终都应该将15%的时间用于智力追求,”他说。
捕获蛋白质
HarkerBIO的科学家必须首先获得目标蛋白质的样本。这是通过将培养的细胞(细菌,酵母,昆虫或人类细胞)制成产生目的蛋白质的小工厂来实现的。然后从细胞提取物中纯化蛋白质并结晶。典型的蛋白质晶体长度小于十分之一毫米,肉眼看不见。这些微小的蛋白质晶体必须在显微镜下用手从生长溶液中捞出,并在液氮中快速冷冻。
“尝试结晶蛋白质是非常非常困难的。蛋白质具有不规则和松软的形状,如泰迪熊”Evdokimov说。“想象一下,堆成几百个毛绒绒的熊 - 你只是得到一个不规则的堆,而不是像水晶一样的规则阵列 - 这就是蛋白质分子必须发生的事情,以便我们研究它们。”
一旦蛋白质成功结晶,就会被送到政府拥有的同步加速器设施:一个直径为3英里的环路,电子在真空中爆炸,产生一个聚焦在晶体上的超亮X射线束。X射线被晶体衍射,形成斑点图案,可以在数学上将其解释为蛋白质分子的精确原子结构。
结构工作的成本从数千美元到数十万美元不等,取决于蛋白质的复杂程度。还有其他公司做类似的工作,但Evdokimov说HarkerBIO的成功率非常高,这是公司所希望的。
亮闪闪的星星
“HarkerBIO是我们闪亮的明星之一,”UB纽约州生物信息学和生命科学卓越中心的业务发展主管Kim Grant说。“他们削减了药物开发研究的成本。”
HarkerBIO的企业发展官Laura Sailor表示,该公司正在为自己赢得一席之地。
“我们在两个海岸,大型制药公司,生物技术公司和虚拟公司都得到了认可,”她说。“尽早在先行发现计划中增加结构生物学将加快你的时间安排并减少失败。”
“我们的优势在于我们了解结构,从而发挥作用。正是功能的丧失或获得可导致疾病,”Sailor补充道。“我们为设计药物或行动机制出售洞察力,结构性洞察力。”
“我们只做结构。我们是结构人。”
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