富士通和 PEPTIDREAM 公司正利用量子启发技术加速药物开发

富士通有限公司和 PeptiDream 公司9月25日宣布，他们已经同意使用富士通的数字退火器（Fujitsu’s Digital Annealer），启动多肽药物开发领域的联合研究和开发，该公司采用新一代计算架构来快速解决组合优化问题。

通过将富士通专有的高速量子计算技术与 PeptiDream 先进的知识和丰富的独特多肽(Peptides)[1]实验数据相结合，两家公司寻求开发硅胶药物[2]新技术的革命性发展。这项应用于多肽药物新方向的技术为研究人员提供了机会。通过提高效率，显著加速药物备选化合物的检索。

目前，分布最广的药物是小分子药物，它作为口服药物具有成本效益高、易于开发等优点。但另一方面，由于它们对目标的选择性低，具有作用于非目标区域的缺点，使它们容易产生副作用。相比之下，抗体药物是大分子药物，价格昂贵，但由于它们具有高度选择性，因此副作用相对较少。不过，肽类药物具有分子量介于小分子药物和抗体药物之间，能综合如上两者的特长，具有成本低、副作用少的优点。

多肽的药物发现过程包括从几万亿个备选化合物提取数千个候选化合物，然后进一步将这个数字缩小到几十个候选化合物。这个搜索过程需要一个迭代过程，实验环境复杂。通常，这个过程需要几个月到几年的时间。在筛选候选化合物的过程中，了解分子稳定的构象仍然很重要。然而，在使用传统计算机进行分析时，要获得一种化合物稳定构象的信息需要几天时间。

针对组合优化问题，富士通在2018年5月开始提供数字退火器服务来寻找最佳解决方案。富士通实验室最初开发的硬件使用的是受量子现象启发的而成的新下一代架构。数字退火器能够快速找到最优解决方案，那是传统计算机无法解决的困难问题，对于众多领域应用，它成了理想的选择。包括路线配送、工厂组件配置优化、金融投资组合优化，以及缩小材料和药物发现等。

对于药物开发，PeptiDream 有一个专有的药物探寻和开发平台，称为肽发现平台系统(Peptide Discovery Platform System)，这使得它能够自由地创造具有各种非自然氨基酸的独特的肽，并加速对药物候选化合物的搜索。Peptidream 正在利用这一系统开发大量的药物备选化合物，这些化合物针对的是传统小分子药物或抗体无法针对的广泛适应症。

通过引入数字退火器，富士通和 PeptiDream 旨在加速 PeptiDream 多肽药物发现过程中备选化合物的搜索过程，共同开发和验证他们的多肽药物发现技术。

关于此联合研究

在多肽药物开发中，获取多肽稳定构象的信息非常重要，而多肽稳定构象是由其主链和侧链的结构决定的[3]。

在富士通和 PeptiDream 的合作中，组合优化计算将使用富士通的数字退火器来验证是否可以快速获得独特肽的稳定构象。研究人员将依靠 PeptiDream 的独特肽的巨大数据库。

这项联合研究旨在创造搜索技术的稳定构象的独特多肽和验证数字退火有用的多肽药物发现。通过将数字退火技术应用于 PeptiDream 候选化合物开发的搜索过程，两家公司的目标是显著减少搜索时间，从几天减少到几小时的时间，显著提高发现药物候选化合物的效率，并帮助改善开发新药物的前景。

如下我们附上英文解释，仅供参考。

[1] Peptide: A compound in which two or more amino acid molecules are chemically bound together in a chain or a loop. A unique peptide is a compound that includes unnatural amino acids. 

[2] In silico drug discovery: Drug discovery performed by a computer using methods for predicting outcomes using calculations, such as from simulations. 

[3] Main chain and side chains: In peptides as well as large molecule compounds, such as proteins, the part forming the backbone is called the main chain, while the parts branching off of the main chain are called the side chains.

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