molecular tool

靶向蛋白降解(Targeted protein degradation, TPD)是一种新型的、有前景的新药研发方法。它在靶向“不可成药”疾病靶点及克服耐药性问题上显示了巨大的潜力。分子胶和PROTACs都是目前最受关注的两种靶向蛋白降解技术。

分子胶是一种小分子降解剂，主要诱导E3泛素连接酶与靶蛋白之间发生新型相互作用，形成三元复合物，导致蛋白质泛素化，随后被蛋白酶体降解。与PROTACs相比，分子胶通常具有更好的类药性，如具有更低的分子量，更高的细胞通透性和更好的口服吸收度等。分子胶已经逐渐成为一种具有前景的疾病治方法。

MCE 收录了42种靶向不同蛋白的分子胶化合物。MCE分子胶化合物库是进行科学研究和疾病机制研究的有用工具。

19F-NMR 已被证明是基于片段的药物发现 (FBDD) 中研究蛋白质结构和相互作用的一种检测模式。19F 在核磁共振检测中表现出很高的灵敏度，其化学位移和对配体结合的敏感性使其成为一种有价值的基于片段的药物发现方法。F (氟)-片段与靶蛋白结合后可用于 19F-NMR 检测，可作为基于片段的药物发现的有效 19F-NMR 工具。

MCE 可以提供 5,017 种含氟片段化合物，这些化合物均符合 “类药 3 原则 (RO3)”，即分子量 ≤300 Da，氢供体 (H-donors) ≤3，氢受体 (H-acceptors) ≤3，cLogP ≤3。MCE 含氟片段化合物库是先导化合物的重要来源。

硼酸是一种稳定且通常无毒的基团，广泛用于现代合成中形成 C-C 和 C-杂原子键。硼酸表现出精致的可逆配位特征，可以作为分子构建工具进行探索，具有控制生物缀合物的结构和生物特性的特定机制。硼酸具有多种活性，例如抗癌、抗菌、抗病毒活性。在药物中，硼酸主要以芳基硼酸的形式存在。除了这种形式之外，含有硼酸的杂环，例如吡啶基、吡咯基和吲哚基衍生物，在药物化学中也非常有用。通过向生物活性分子引入硼酸基团进行的分子修饰已显示出可以改变选择性、物理化学和药代动力学特征，并改善现有的活性。

MCE 收录了 147 种硼酸类化合物，可以用于癌症等疾病研究。

ASINEX has elaborated a library of diverse macrocycles using an effective tool box of synthetic methods. The resulting scaffolds are novel, tremendously diverse, medchem-relevant, macrocyclic frameworks.

Macrocyles tend to be larger than traditional screening molecules which make them perfect discovery tools for targets with shallow or extended binding sites. At the same time, their unique character based on restricted flexibility and ability to form intra-molecular hydrogen bonds allows for design approaches effectively optimizing properties such asaqueous solubility and membrane permeability. Many of these macrocycles have been tested for aqueous and DMSO solubility with cut-offs applied at 10 mM in DMSO and 50 µM in PBS (pH 7.4) followed by PAMPA permeability assay.

动物疾病模型可以用于多种基础研究，如疾病机制研究及药效评估等。动物疾病模型可以分类五类：诱发性或实验性动物模型、自发性动物模型、阴性动物模型、孤儿动物模型、基因工程动物模型。诱发性或实验性动物模型是使用物理、化学或生物致病因素诱导动物产生某些类似人类疾病表型的动物模型，此种模型制备方法简单、实验条件容易控制且重复性好，广泛应用于疾病研究中。一些小分子化合物通常作为诱导剂用于动物疾病模型制备，如雨蛙素可以用于炎症模型诱导，Azoxymethane可以用于肿瘤模型诱导等。这类诱导剂是动物模型制备中的有用工具。

MCE 提供 51 个动物模型诱导剂，涉及炎症、肿瘤、神经、消化、心血管、呼吸、代谢等多个疾病模型的建立，MCE动物模型诱导剂库是构建动物疾病模型的有力工具。

农药是可用于预防、减轻、消灭有害生物或用作植物调节剂、落叶剂或干燥剂的单一物质或混合物。近年来科学家们提出了 “从分子到生态系统” 的概念，将分子生物学引入到解析农药的影响、降解以及与环境或生物的关系，从而实现解析从应用到机制的联系。MCE 整合了经 EPA (Environmental Protection Agency) 等机构审批的可用作农药的有效化合物，以及一些具有农业应用潜力的可杀虫的化合物，可应用与农药与生物，或代谢组学的相关研究中。

MCE 收录了 286 个农药类化合物是进行相关研究的工具化合物。

激酶抑制剂最突出的作用机制是它们结合到激酶蛋白铰链区与ATP直接竞争，激酶一旦被抑制剂阻断，就失去了将磷酸基团从ATP转移到其他分子的能力，导致激酶的活性被破坏。

激酶抑制剂的铰链结合区模拟了ATP核碱基和激酶的相互作用模式，MCE从ChEBML数据库中提取了上万的激酶抑制剂并分离其分子片段，由于在某些情况下，分子片段上的氨基和酰胺基团对在铰链区域结合非常重要，因此我们通过向环系统的未占据位置添加这两种基团，使收集的结果更为多样化。随后，通过在不同的激酶结合点对这些片段进行对接，以检验它们在铰链区域的结合能力，同时还用药效团约束来确保和激酶铰链区的关键氨基酸有相互作用，最终获得激酶相关的分子片段。

MCE提供 10,000 种符合以上要求的激酶片段分子，现货供应，是用于激酶类靶点药物筛选和开发的有效工具。

胃癌 (Gastric Cancer, GC) 的是全球最常见的恶性肿瘤之一，其死亡率在全球排名第四。胃癌的早期症状通常不太明显，大多数胃癌患者在体内发现肿瘤时已经是晚期，且在 5 年内的相对生存率非常低。随着对胃癌病理特征的进一步了解，许多治疗靶点已被明确，CTLA-4、HER2 和免疫检查点抑制剂等分子靶向治疗取得了快速进展。尽管在过去几十年中，胃癌患者的存活率已经有所提高，但其预后仍然令人担忧。因此，迫切需要开发新的药物来治疗胃癌。

MCE 收录了 655 个具有明确或潜在抗胃癌活性的小分子化合物，是研究胃癌病理机制及进行抗胃癌药物开发的重要工具。

激动剂药物激活或刺激其受体，引发增加或减少细胞活性的反应。选择性激活剂可以针对特定的生物目标或分子靶点进行作用，而非选择性激活剂可能会同时干扰多个目标或靶点。选择性激活剂通过针对特定目标降低这些非特异性效应的可能性，使得研究更加精确且可靠。高选择性激动剂库包含 1,510 种化合物，涵盖多个靶点及亚型，如GPCR蛋白家族、离子通道、多种激酶等。高选择性激动剂库是进行不同表型筛选的有效工具。

天然产物是自然界中产生的，来自于任何生物体的小分子化合物，也包括初级代谢物及次级代谢物。天然产物具有潜在的生物活性，可以作为药物发现的先导化合物，用于商业开发。

数千年来，大自然一直是药物的来源，大量现代药物从自然界中分离得到，许多是基于它们在传统医学中的用途。随着化合物靶点的开发，对筛选化合物多样性的需求越来越大。通过对自然界生物多样性的持续研究，其中许多生物多样性仍有待开发，天然产物将在满足这一需求方面发挥关键作用。

MCE 收录了 4,689 种天然产物，包括糖类和糖苷，苯丙素类，醌类，黄酮类，萜类，类固醇，生物碱，酚类，酸和醛等。天然产物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)。

癌症是世界人口死亡的主要原因之一，其中前列腺癌是男性中最常见的恶性肿瘤之一。多种分子机制参与前列腺癌的发生发展，包括前列腺癌常见存活因子(IGF-1)、生长因子(TGF-α，EGF) 、Wnt、Hedgehog、NF-κB以及mTOR等信号通路。这为前列腺癌的治疗提供了潜在的治疗靶点。

MCE精心收录了 2,400 化合物，具有明确或潜在的抗前列腺癌活性。MCE抗前列腺癌化合物库是抗前列腺癌药物筛选及相关研究的有用工具。

拟肽化合物是一类药效团在三维空间中模拟天然肽或蛋白质，并保留与生物靶标相互作用的能力，产生相同的生物效应的化合物。拟肽化合物的设计是为了规避一些天然肽自身存在的问题：如对蛋白水解作用的稳定性(活性持续时间)和较差的生物利用度，某些其他性质，如受体的选择性或效能，往往可以得到很大的改善。拟肽的设计和合成是非常重要的，因为在分子识别和信号传递中，尤其是在生命系统中，肽和蛋白-蛋白相互作用起着主导作用。因此，拟肽类化合物在新药开发中具有巨大潜力。

MCE 拟肽类化合物库包含 375 种小分子化合物，包括类肽，α-螺旋类似物，β-折叠类似物等，是药物发现中研究构效关系不可或缺的工具。

肿瘤靶向药物是通过干扰参与肿瘤生长、扩散的特定分子靶点来阻止肿瘤生长、进展和扩散的药物及其制剂。目前有多种不同类型的靶向治疗方法。最常见的类型是小分子药物和单克隆抗体。小分子药物由于分子量小，很容易进入细胞，通常作用于细胞内的靶点，而单克隆抗体由于分子量较大，很难进入细胞，通常作用于细胞表面的靶点。

靶向治疗因其特异性高、副作用小、抗肿瘤活性强等特点，已成为新型抗肿瘤药物的主流。多种靶向疗法已被 FDA 批准并用于疾病治疗。

MCE 精心收集了 107 种用于肿瘤治疗的靶向药物，是靶向治疗研究中的有用工具。

细胞死亡在身体的发育和维持体内平衡以防止疾病的发展中起着关键作用。 根据所涉及过程的调节，细胞死亡可以定义为程序性死亡和非程序性死亡。程序性细胞死亡 (PCD) 可分为裂解性细胞死亡和非裂解性细胞死亡，主要包括凋亡、坏死性凋亡和细胞焦亡。非程序性细胞死亡 (Non-PCD) 一般指坏死。与意外细胞死亡 (ACD) 形成鲜明对比的是，调节性细胞死亡 (RCD) 依赖于专用的分子机制。细胞死亡包括内在细胞凋亡、外在细胞凋亡、坏死性凋亡、铁死亡、细胞焦亡、溶酶体依赖性细胞死亡等。

MCE 收录了 2,578 种细胞死亡相关化合物，涵盖多个靶点，如凋亡、铁死亡、焦亡、坏死性凋亡等，是筛选细胞死亡药物的有用工具。

TCA循环（三羧酸循环）-也称为克雷布斯循环或柠檬酸循环（CAC），是通过乙酰辅酶A的氧化，将碳水化合物、脂肪和蛋白质中储存的能量释放出来的一系列化学反应。

几十年来，TCA循环一直被认为是细胞氧化磷酸化产生能量和生物合成的中心途径。研究表明，TCA循环与多种疾病有关联，特别是癌症。结肠癌、肝癌等几种癌症中，出现了导致TCA循环代谢物产生失调的突变，表明TCA循环可能与癌症的发生有关。了解TCA循环在抑制或促进癌症进展中的作用和分子机制，将促进未来开发新的基于代谢物的癌症治疗方法。

MCE可以提供62种与TCA循环相关的化合物，是进行TCA循环相关研究及抗癌药物开发的有用工具。

乳腺癌是女性中最常见的癌症，每年有 210 万女性受乳腺癌影响，也是女性中死亡率最高的一种癌症。手术通常是乳腺癌的首选治疗方式，并结合化疗或放疗，在某些情况下，还会采用激素治疗或靶向治疗，尤其对于转移性乳腺癌（MBC）。

乳腺癌是一种异质性疾病，根据乳腺癌细胞三种分子标记物（雌激素受体 ER、孕激素受体 PR 及人表皮生长因子2（HER2））表达情况，主要分为三种亚型：HR⁺/HER^-乳腺癌（约占70%），HR⁺/HER⁺乳腺癌（约占15%-20%）、三阴乳腺癌（约占15%）。不同的基因亚型表现出不同的表型和不同的预后，可能需要特定的靶向治疗实现最佳治疗效果。另外，一些信号通路在肿瘤的发生发展中也发挥重要作用，如 NF-κ B信号通路、TGF-beta 信号通路、PI3K/AKT/mTOR 信号通路及 Notch 信号通路等。这些信号通路是开发新型乳腺癌靶向治疗药物的重要靶点。

MCE 提供 2,049 种具有确定及潜在抗乳腺癌活性的化合物，这些化合物靶向调控乳腺癌细胞生长的关键靶点及信号通路，是开发新型抗乳腺癌药物的有用工具。

神经退行性疾病是神经元结构或功能逐渐丧失甚至死亡而导致功能障碍的一类疾病，包括肌萎缩侧索硬化症、帕金森病、阿尔茨海默病、亨廷顿氏病以及脊髓性肌萎缩症等。目前，这类疾病病因尚不明确也无法治愈，严重威胁着人类健康与日常生活。由于对神经退行性疾病的疾病机理知之甚少，对靶标的发现及确认充满挑战，加之新药研发过程复杂且成功率低，因此，确认新的靶点，并开发能够缓解神经退行性疾病的新药是当务之急。

MCE 收录了 2,397 种具有抗神经退行性活性的化合物及靶向神经退行性疾病主要靶点的化合物。MCE 神经退行性疾病相关化合物库是研究神经退行性疾病发病机制及开发新型药物的有用工具。

细胞因子是由免疫原、丝裂原或其他因子刺激细胞所合成分泌的一类低分子可溶性蛋白质，具有调节固有免疫和适应性免疫应答，促进造血，刺激细胞活化、增殖和分化等功能。细胞因子的大量释放的过程又被称为“细胞风暴”，会引起机体多个组织器官的损伤。细胞因子的失调与人类多种疾病的发病机制有关，包括肿瘤、糖尿病、慢性炎性疾病等。细胞因子抑制剂是一类重要化合物，通过直接抑制细胞因子的合成释放或是阻断细胞因子与其受体的结合发挥作用。细胞因子抑制剂是一类肿瘤、自身免疫性疾病研究的重要工具化合物。

MCE精心收录了 849 种细胞因子抑制剂，主要靶向受体白介素（IL）、集落刺激因子（CSF）、干扰素（IFN）、肿瘤坏死因子（TNF）、生长因子（GF）、趋化因子等，是癌症、慢性炎症疾病、自身免疫性疾病等相关药物研究的有效工具。

天然产物是自然界中产生的，来自于任何生物体的小分子化合物，其中包括初级代谢物及次级代谢物。天然产物具有潜在的生物活性，可以作为药物发现的先导化合物。数千年来，大自然一直是药物的来源，大量现代药物从自然界中分离得到，许多是基于它们在传统医学中的用途。随着化合物靶点的开发，对筛选化合物多样性的需求越来越大。通过对自然界生物多样性的持续研究，其中许多生物多样性仍有待开发，天然产物将在满足这一需求方面发挥关键作用。类药五原则（Lipinski rule of 5）是用来描述一个分子类似药物的性质，遵守5法则的分子具有更高的药物潜力。MCE 在已有天然产物库的基础之上，筛选出了符合类药五原则的分子，使得药物筛选的效率更高。

MCE收录了 2,713 个符合 RO5 类性的药物天然产物，是药物发现的重要工具。

血液肿瘤是指发生在血液系统中的恶性肿瘤，主要发病机理为异常血细胞生长失去控制，正常血细胞抵抗感染并产生新的血细胞的功能受限。大多数血液肿瘤开始于骨髓。临床上常见的血液肿瘤主要有三种类型:白血病、淋巴瘤和骨髓瘤，这些癌症每年折磨着数百万儿童和成年人，而且往往是致命的。

一些常见的血液肿瘤治疗方法包括干细胞移植、化疗、放疗、靶向治疗、免疫治疗或几种治疗方法的结合。随着我们对血液疾病恶性转化的关键信号通路和分子驱动因素的逐步了解，新的血液肿瘤治疗策略将不断被开发。

MCE 提供 2,748 个具有明确或潜在抗血液肿瘤活性的化合物，这些化合物靶向血液肿瘤治疗中的关键靶点及信号通路，是筛选抗血液肿瘤活性化合物及其他相关研究的重要工具。

肺癌是癌症中发病率和死亡率最高的一种癌症，是威胁人类健康的一类主要疾病。肺癌主要分为两种：小细胞肺癌和非小细胞肺癌（NSCLC），其中非小细胞肺癌是主要的肺癌类型，约占肺癌发病率的85%。

与所有癌症一样，肺癌可以通过手术、化疗、放射治疗、靶向治疗、免疫治疗或多种治疗方法结合治疗。靶向治疗是肺癌尤其非小细胞肺癌治疗中的重要进展。非小细胞肺癌通常具有广泛的基因特性，可以分为不同的分子亚型，这些亚型存在癌基因依赖性，并且对靶向治疗非常敏感。这些亚型包括表皮生长因子（EGFR）或 BRAF 突变型，EML4 与 ALK 基因融合导致 ALK 的异常表达型及 ROS1 基因与其他基因融合导致 ROS1 异常表达型等。这些都是靶向治疗中的重要靶点。

MCE 提供 1,933 个具有明确或潜在抗肺癌活性的化合物，这些化合物靶向肺癌治疗中的关键靶点及信号通路。MCE 抗肺癌化合物库是筛选抗肺癌活性化合物及其他肺癌相关研究的重要工具。

干细胞存在于所有的多细胞生物中，可以分裂和分化为各种特殊的细胞类型，并可以自我更新产生更多的干细胞。只有干细胞分化为临床所需要的细胞时，才能在疾病治疗中发挥作用，这一过程也称为诱导分化或定向分化。体内存在多种信号分子及蛋白家族可以对细胞分化产生影响，比如成纤维生长因子（FGFs），Wnt 蛋白家族，转化生长因子β（TGFβ）超家族以及骨形态发生蛋白（BMP）等。但是，目前使用重组细胞因子成本较高，大大限制了细胞因子在临床医学中的研究应用。由于小分子抑制剂使用成本较低，且无免疫原性，比细胞因子更具有研究潜力。小分子抑制剂可以通过激活或抑制特定的信号通路，建立与所需组织类型兼容的细胞来提高重编程效率。

MCE 诱导分化化合物库包含 1,513 种小分子化合物，这些化合物主要作用于细胞分化相关的信号通路，是诱导分化的潜在刺激物。MCE诱导分化化合物库是研究定向分化和再生医学的重要工具。

基于片段的药物开发（FBDD）非常适合先导化合物及功能探针的发现，片段化合物可以覆盖广阔的化学空间，也更易于后期进行结构优化。以片段化合物为基础的药物开发在制药行业已经相当成熟，已经有多种药物进入临床试验，其中vemurafenib和venetoclax两种药物已经获得批准上市。FBDD在学术界也同样具有很强的吸引力，尤其FBDD可以应对一些新颖，较难成药的靶点，这些靶点通常在现有的高通量筛选化合物库中没有有效的可与之匹配的化合物。

MCE 可以提供 22,864 种片段化合物，这些化合物均符合“类药3原则（RO3）”，即分子量≤300 Da，氢供体（H-donors）≤3，氢受体（H-acceptors）≤3，cLogP ≤3。MCE片段化合物库是先导化合物的重要来源。

RNA 在生命活动调控的各个方面发挥着重要作用。随着对疾病机制的深入研究，RNA 的表达、剪切、翻译、稳定性调控等过程已成为疾病干预的新型靶点。通过小分子药物调节这些过程，可以为代谢疾病、遗传疾病和肿瘤患者提供新的治疗模式。

MCE 计算团队收集了 PDB、R-BIND、ROBIN 和内部数据库中的已知 RNA 靶向小分子作为阳性数据集，并从 ROBIN 中收集了非靶向 RNA 的小分子作为阴性数据集。基于 GeminiMol 预训练模型，对这些分子进行编码，并通过 Mordred 计算了 1700+ 分子描述符作为模型的输入。接着用 13 个深度学习模型对这些数据进行学习，所有模型都取得了良好的训练结果，AUROC均超过0.75。选择分类效果最好的 Finetune 模型（AUROC值：0.82，预测准确率：0.76）对 HY-L901P 进行筛选。进一步基于StaR Rules（cLogP≥1.5，Molar Refractivity≥4，Relative Polar Surface Area≤0.3）进行再过滤，最终获得 5,000 个具有潜在 RNA 相互作用活性的小分子化合物。该库同时具备结构多样性，是 RNA 靶向药物开发的有利工具。