Structural diversity

“BioDesign” approach incorporates key structural features of known pharmacologically relevant natural products (e.g. alkaloids and other secondary metabolites) into synthetically feasible medicinal chemistry scaffolds. In order to identify the privileged pharmacophores, ring systems and linkers, we have carried out statistical analysis of structural features of natural products, marketed drugs, and drug candidates.

Saturated, fused ring, spiro, and bridged systems with a tendency towards multiple chiral centers are highly privileged among natural products and marketed drugs yet these structures are very poorly represented in commercial libraries. This library addressed this market need by incorporating these privileged elements into the design of novel synthetic molecules with high molecular framework diversity, multiple stereogenic centers (≥2), and degree of saturation (Fsp3 > 0.5).

基于片段的药物发现（FBDD）作为发现新药的有力方法，已备受制药行业和学术界关注。 在近期上市的药物结构中，sp3 中心和立体中心的比例显著增加，研究者们对高三维度（3D）和富含 Fsp3 中心的片段库颇感兴趣。

MCE 3D 多样片段库由 5,400 个非平面片段分子组成（平均 Fsp3 值为 0.58），超过4,700个片段至少包含一个手性中心。本库设计的关键元素是 3D 结构、多样性、生物反应性等。另，库中化合物在保证高sp3中心和 3D 结构优势的同时，还有效提高了片段潜在生物活性，为基于片段的药物发现提供了更高的片段命中优化概率，增加了找到创新命中的可能性。

天然产物具有巨大的支架多样性和结构复杂性，正因如此，天然产物才表现出广泛的生物活性。几个世纪以来，药用植物一直是药物的主要来源。食品和药物管理局(FDA)和/或欧洲医药管理局(EMA)批准的药物中大约四分之一是以植物为基础，众所周知，有的药物如紫杉醇和阿司匹林就是从植物中分离出来的。

MCE收录了 2,941 种植物来源的天然产物。MCE植物来源化合物库是一种有用的药物开发工具，可用于高通量筛选 (HTS) 和高内涵筛选 (HCS)。

生物活性小分子是先导化合物的重要来源，是药物筛选的有效工具。由于活性小分子的作用靶点明确，因此有利于开展机制学的研究。此外，由于各个活性分子之间的结构差异较大，所以更容易获得更为多样的先导化合物。

MCE 整合了生物活性化合物库（HY-L001）以及新颖已知活性化合物库（HY-L111）形成了数量更为庞大的生物活性化合物库 Max。该文库包含了新型活性小分子、已进入临床期和上市的分子、以及通过细胞实验或生化实验进行过活性验证的小分子，从根本上扩大了文库内化合物库的数量以及提高了结构的多样性，是开始药物筛选和机制研究的有效工具。

MCE 可以提供 21,667 种活性小分子化合物，可以用于癌症、免疫、感染等热门研究领域药物开发以及机制研究。

天然产物具有巨大的支架多样性和结构复杂性，其药物数量代表了新型药理实体的大量来源，因此天然产物在药物发现中具有重要意义。天然产物词典 (DNP) 显示天然产物主要来源于植物，动物，微生物，其中动物来源属于天然产物中的第二重要来源。动物源性天然产物在几乎所有形式的动物中都有不同程度的存在，一般是从生物体中提取的次级代谢产物。

MCE收录了 1,087 种动物来源的天然产物。MCE动物来源化合物库是一种有用的药物开发工具，可用于高通量筛选 (HTS) 和高内涵筛选 (HCS)。

天然产物由于其空间结构及生物活性的多样性，一直是先导化合物及新药开发的重要来源。在开发和发现多种治疗人类疾病的新药上发挥着重要作用，特别是抗肿瘤及抗感染药物开发方面表现突出。大量来自植物、动物、海洋生物和微生物的天然产物已被证明具有明确或潜在的抗肿瘤活性。目前，超过60%的抗肿瘤药物都从天然来源中提取，其中在乳腺癌，前列腺癌，结肠癌等领域应用较为广泛。

MCE提供了 1,706 种具有明确抗肿瘤活性的天然产物。MCE抗肿瘤天然产物库是抗肿瘤药物筛选等相关研究的有用工具。

蛋白磷酸化是一种关键的翻译后修饰，参与了许多细胞进程的调控。磷酸酶和激酶共同调控细胞内蛋白磷酸化的稳态。这种可逆的蛋白磷酸化调节过程对于调控多种细胞内活动至关重要，包括细胞周期、增殖和分化、代谢、细胞与细胞间的相互作用等。

蛋白磷酸酶在结构和作用机制上已经进化成不同的家族，根据底物特异性及功能的不同，可以将磷酸酶分成两大超家族：蛋白丝氨酸/苏氨酸磷酸酶和蛋白酪氨酸磷酸酶。丝氨酸/苏氨酸磷酸酶是一种金属酶，属于两个主要基因家族：磷蛋白磷酸酶（PPP）和金属依赖蛋白磷酸酶（PPM），而蛋白酪氨酸磷酸酶(PTPs) 属于另一类酶，利用磷酸半胱氨酸酶中间体作为其催化作用的一部分。

MCE 收录了 128 种磷酸酶抑制剂，主要靶向蛋白丝氨酸/苏氨酸磷酸酶和蛋白酪氨酸磷酸酶，是磷酸酶药物开发及相关研究的有用工具。

基于片段的药物开发 (FBDD) 是可应用于科学研究和商业化的药物开发方法，可增强对一些 “不可成药物” 靶点的识别。基于片段的药物开发发现了低分子量配体 (<300Da) 能够与相关大分子结合。这些片段分子可以覆盖广阔的化学空间，易于后期进行结构优化。目前，已经有多种基于片段开发发的药物进入临床试验，其中 Vemurafenib 和 Venetoclax 两种药物已经获得批准上市。

MCE 基于 Tanimoto 系数，使用相似性算法，从大规模的片段分子中精心挑选了 2,323 个高结构多样性的符合 ‘RO3’ 片段分子，可应用于基于片段的药物开发。

MCE EMA批准上市药物库包含687 种具有药理多样性EMA批准上市药物。该化合物库中所有药物均已完成广泛的临床前和临床研究，具有良好的生物活性、安全性和生物利用度，是进行药物重定位的一个有用工具，可以大大加快药物开发速度。

MCE 5K Scaffold Library 由 5,000 种类药化合物组成，每种化合物代表一种结构骨架，最大程度保证了库的结构多样性。所有化合物均具有类药性，符合“Lipinski 五规则”，分子量适中（300 < MW < 500），便于后续修饰；具备理论溶解度良好（-3.2 < logP < 5）、口服生物利用度好（RotB <= 10）、药物转运性佳（2.5 < PSA < 120）等多重特质。库中的化合物均经过 MedChem & PAINS filters 筛选，剔除了不合适的化学结构，避免“目标错误”。本库化合物数量少但结构足够多样，是药物筛选的有力工具。