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AI 기반 계산 약물 발견을 위한 필수 자원

카테고리

데이터 과학/AI

서브카테고리

인공지능, 머신러닝

대상자

  • 대상: 약물 발견 분야 연구자, 생물정보학자, AI 개발자, 의약품 R&D 담당자
  • 난이도: 중급 ~ 고급 (AI 기반 약물 설계, 계산 생물학, 화학정보학 기술 필요)

핵심 요약

  • AI와 생물정보학의 통합을 통해 계산 약물 발견이 가능해졌으며, AlphaFold, Atomwise, Exscientia 등 플랫폼의 활용이 핵심
  • ChEMBL, DrugBank, BindingDB 등의 데이터베이스는 약물-타겟 상호작용 분석에 필수적
  • RDKit, Avogadro, Open Babel 같은 오픈소스 화학정보학 도구는 분자 설계 및 분석의 기반이 됨

섹션별 세부 요약

1. AI 기반 약물 발견 플랫폼

  • Atomwise: AtomNet AI 엔진으로 소분자-단백질 결합 예측, 실제 약물 개발 사례 제공
  • Exscientia: Generative AI를 활용한 정밀 약물 설계, Recursion과 협업 확대
  • AIDDISSON: Generative AI 및 머신러닝으로 화학공간 탐색, 제조 가능성 분석
  • AlphaFold: Protein Structure Prediction의 정확도 혁신, EMBL-EBI에서 공개된 3D 단백질 구조 데이터베이스
  • AMPLIFY: Protein Language Model (pLM)로 단백질 설계 도구 접근성 향상
  • Polaris: AI 약물 발견 모델 평가를 위한 벤치마킹 플랫폼, 주요 제약사 협력

2. 약물 발견 데이터베이스

  • ChEMBL: Drug-like properties를 가진 생물활성 분자 데이터, Drug-Target Interactions 분석
  • DrugBank: 약물 분자 기전, 타겟, 상호작용 정보 제공, Drug Repositioning 연구에 유용
  • Open Targets: 유전체, 유전체 데이터와 질병-약물 타겟 연계, Target Validation 지원
  • BindingDB: Experimentally Measured Binding Affinities 데이터, Virtual ScreeningLigand Design에 활용
  • DGIdb: Druggable Genes 및 약물-유전자 상호작용 정보 제공, Novel Drug Target Identification 지원
  • TTD (Therapeutic Target Database): Target-Centric Drug Discovery 지원, 질병-경로-약물 정보 통합

3. 화학정보학 도구 및 소프트웨어

  • Click2Drug: CADD (Computer-Aided Drug Design) 소프트웨어, 데이터베이스, 웹서비스 종합 디렉토리
  • Avogadro: Molecular ModelingBioinformatics에 사용되는 무료 분자 편집기
  • PyRx: Virtual Screening 소프트웨어, 화합물 라이브러리 탐색 최적화
  • RDKit: Open-Source Cheminformatics Library, 분자 표현, 지문 생성, 하위구조 탐색 기능
  • Open Babel: Chemical File Format Interconversion 지원, Cheminformatics Workflows 데이터 준비에 필수
  • CDK (Chemistry Development Kit): Computational ChemistryBioinformatics 도구, 약물 설계 파이프라인 구축
  • OpenChem: Deep Learning Toolkit (PyTorch 기반), Computational ChemistryDrug Design 모델 개발

결론

  • AlphaFold를 활용한 3D 단백질 구조 예측RDKit분자 지문 생성 기능은 약물 발견의 핵심 단계를 가속화
  • ChEMBL, DrugBank와 같은 데이터베이스는 Drug-Target Interaction 분석을 위한 필수 자원
  • Open Source Tools (예: Avogadro, Open Babel)의 활용은 Computational Drug Discovery 접근성을 높임