Mnova Screen 2D (Starting Guide)

Význam tématu

V oblasti farmaceutického vývoje a strukturální biologie je rychlé a spolehlivé vyhodnocení interakcí mezi proteiny a malými molekulami klíčové pro identifikaci slibných ligandů. Dvourozměrná NMR, zejména HSQC experimente, umožňuje detekovat chemické posuny protonů a dusíků v proteinu po navázání ligandů. Software Mnova Screen 2D tyto experimenty zpracovává automatizovaně a urychluje vyhodnocení tisíců vzorků v tzv. screeningových kampaních.

Cíle a přehled průvodce

Tento úvodní návod představuje základní kroky nezbytné pro efektivní použití modulu Screen 2D v programu Mnova. Cílem je ukázat:

• Přípravu referenčního spektra proteinu a nastavení automatického zpracování.
• Definici vstupních parametrů a pracovního adresáře.
• Výběr algoritmů pro párování špiček a výpočet chemických posunů (CSP).
• Interpretaci výsledků v tabulkách a editoru CSP.

Použitá metodika a instrumentace

Pro zpracování slouží software Mnova (Mestrelab) s modulem Screen 2D. 2D NMR data HSQC typu jsou získána na spektru proteinu bez a s ligandy. Referenční spektrum je zpracováno automaticky nebo manuálně, po němž následuje výběr špiček pomocí peak pickingu. Stejná zpracování se aplikují na testovací spektra přes uloženou šablonu (Processing Template).

Hlavní výsledky a diskuse

Po spuštění analýzy Mnova Screen 2D vygeneruje:

• Tabulku výsledků s hodnotami CSP-Score (rms i průměrné), Q-Score ratingem, počtem významných posunů, počtem neshod referenčních a testovacích píků.
• Možnost manuální úpravy párování píků v CSP Editoru a Match Editoru.
• Automatickou klasifikaci ligandů podle afinity (levels 1–5) a označení hitů a agregátorů.

Diskuse potvrzuje, že automatické algoritmy pro párování špiček významně zrychlují hodnocení dat a že úprava parametrů (práh pro významný CSP, váhy pro CSP-Score) umožňuje optimalizaci selekce hitů.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá dávková analýza stovek až tisíců ligandů.
• Reprodukovatelné zpracování díky šablonám parametrů.
• Interaktivní editor výsledků usnadňující ověřování a doladění párování píků.
• Grafické a tabulkové výstupy vhodné pro reporty a další chemoinformatickou analýzu.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace strojového učení pro vylepšené rozpoznávání a párování píků.
• Rozšíření podpory pro další druhy 2D NMR experimentů nad rámec HSQC.
• Propojení s databázemi ligandů a automatická anotace strukturálních míst interakce.
• Cloudové řešení pro paralelní zpracování velkých objemů NMR dat.

Závěr

Mnova Screen 2D představuje efektivní nástroj pro automatizovanou analýzu chemických posunů v 2D NMR screeningu. Díky kombinaci rychlého zpracování, robustních algoritmů pro párování píků a interaktivní editace výsledků dokáže významně urychlit identifikaci potenciálních ligandů a optimalizovat workflow ve výzkumu a vývoji léčiv.