A method and apparatus are disclosed for automated detection of possible protein and nucleic acid targets of a given drug. The advantage of this invention over existing methods is its unique capability of drug target detection. In contrast, existing computer methods are designed for screening multiple chemical compounds to find one or more compounds that can bind to a protein or nucleic acid, and they are not capable of finding drug targets. Potential applications of this method and apparatus include unknown target or secondary target identification for drugs, lead compounds, and natural products. It may also potentially facilitate the prediction of drug side-effect and toxicity based on the analysis of function of identified protein or nucleic acid targets. A ligand-biomolecule inverse-docking algorithm is disclosed to flexibly dock a ligand to multiple entries in a biomolecular cavity database. Docking is accomplished by matching atoms of a ligand in single or multiple conformations to spheres in a sphere cluster representing a cavity in the biomolecule by means of a disclosed vector-vector matching algorithm. The docked structures are subject to conformation optimization for both the ligand and the side-chains of protein or nucleic acid residues around the ligand. A method is also disclosed for computer automated generation of a biomolecular cavity database using entries from protein and nucleic acid 3D structure database. The number of proteins and nucleic acids in this database is comparable to that in Brookhaven Protein Databank (the most popular public domain protein and nucleic acid 3D structure database).

Μια μέθοδος και μια συσκευή αποκαλύπτονται για την αυτοματοποιημένη ανίχνευση των πιθανών στόχων πρωτεϊνικού και νουκλεϊνικού οξέος ενός δεδομένου φαρμάκου. Το πλεονέκτημα αυτής της εφεύρεσης πέρα από τις υπάρχουσες μεθόδους είναι η μοναδική ικανότητά του ανίχνευσης στόχων φαρμάκων. Αντίθετα, οι υπάρχουσες μέθοδοι υπολογιστών σχεδιάζονται για τις πολλαπλάσιες χημικές ενώσεις διαλογής για να βρούν μια ή περισσότερες ενώσεις που μπορούν να δεσμεύσουν σε ένα πρωτεϊνικό ή νουκλεϊνικό οξύ, και δεν είναι σε θέση τους στόχους φαρμάκων. Οι πιθανές εφαρμογές αυτής της μεθόδου και των συσκευών περιλαμβάνουν τον άγνωστο στόχο ή το δευτεροβάθμιο προσδιορισμό στόχων για τα φάρμακα, τις ενώσεις μολύβδου, και τα φυσικά προϊόντα. Μπορεί επίσης ενδεχομένως να διευκολύνει την πρόβλεψη της παρενέργειας και της τοξικότητας φαρμάκων βασισμένων στην ανάλυση της λειτουργίας των προσδιορισμένων στόχων πρωτεϊνικού ή νουκλεϊνικού οξέος. Ένας αλγόριθμος αντίστροφος-ελλιμενισμού ληγανδ-βιομορίων αποκαλύπτεται για να ελλιμενίσει ελαστικά ένα ligand στις πολλαπλάσιες καταχωρήσεις σε μια βιομοριακή βάση δεδομένων κοιλοτήτων. Ο ελλιμενισμός ολοκληρώνεται με το ταίριασμα των ατόμων ενός ligand στα ενιαία ή πολλαπλάσια conformations τις σφαίρες σε μια συστάδα σφαιρών που αντιπροσωπεύει μια κοιλότητα στο βιομόριο με τη βοήθεια ενός αποκαλυπτόμενου διανυσματικός-διανυσματικού ταιριάζοντας με αλγορίθμου. Οι ελλιμενισμένες δομές υπόκεινται στη βελτιστοποίηση διαμόρφωσης και για το ligand και για side-chains των υπολειμμάτων πρωτεϊνικού ή νουκλεϊνικού οξέος γύρω από το ligand. Μια μέθοδος αποκαλύπτεται επίσης για αυτοματοποιημένη την υπολογιστής παραγωγή μιας βιομοριακής βάσης δεδομένων κοιλοτήτων χρησιμοποιώντας τις καταχωρήσεις από την τρισδιάστατη βάση δεδομένων δομών πρωτεϊνικού και νουκλεϊνικού οξέος. Ο αριθμός πρωτεϊνών και νουκλεϊνικών οξέων σε αυτήν την βάση δεδομένων είναι συγκρίσιμος με αυτόν στην πρωτεϊνική τράπεζα δεδομένων Brookhaven (η δημοφιλέστερη δημόσιων τομέων βάση δεδομένων δομών πρωτεϊνικού και νουκλεϊνικού οξέος τρισδιάστατη).