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MembranePlus? 化合物跨膜行為的模擬平臺
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什么是MembranePlus?


MembranePlus是美國Simulations Plus新推出的一款用于模擬化合物透膜行為的先進軟件。支持包括Caco-2, PAMPA, MDCK等實驗平臺的擬合??上到y的解析藥物的整個透膜過程,包括蛋白的結合、溶酶體的捕獲、酶和轉運體的影響、細胞旁路等多種復雜的透膜機制以及如PH、體積、振搖率等實驗條件對透膜的影響。

MembranePlus的功能

模擬化合物的通透性

預測各種透膜過程

(例如:細胞旁通路,跨細胞通路)

預估細胞內的不同濃度,包括:

  細胞膜
  細胞質
  溶酶體

預測不同的實驗條件對通透的影響

體外通透數據的分析


  • 明確藥物的滲透途徑(細胞旁通路、跨細胞通路)

  • 評估代謝酶和轉運體對通透的影響,估算相關的Km和Vmax

  • 良好模型的建立,將對化合物的透膜機制的解析和數據分 析起到更多的幫助。


微信圖片_20210319143026.png

MembranePlus的特點


MembranePlus基于化合物理化性質和相關實驗信息整合了眾多的數學模型,便于細致地解析化合物的透膜吸收過程。此外,模型考慮了不同的實驗條件對模擬的影響,便于設計更加合理的體外透膜實驗方法。

膜通透模型


MembranePlus整合了高級的膜通透模型(AMPR模型),該模型將透膜過程分隔為水相-有機相-水相的三明治型模型。充分的考慮了電離效應對化合物透膜的影響。分別整合了不同的函數關系用以表征陽離子、陰離子和中性離子的動態透膜過程。 

微信圖片_20210319142732.png                                微信圖片_202103191427321.png

AMPR模型主要基于進出速率常數Vi,Vo用以模擬化合物的透膜行為。MembranePlus搭載了logD等QSAR模型,便于在早期通過結構式預估化合物的logP/logD, pKa(s)等生物藥劑學信息,允許進一步自動估算相應的Vi和Vo。

溶酶體效應


微信圖片_202103191427322.png

化合物在溶酶體中的蓄積可能會影響到化合物在組織中的分布。特別是對堿性化合物有較大的影響。MembranePlus通過整合雙隔室的模型,來解析溶酶體蓄積的影響。同樣, MembranePlus也采用了AMPR 模型來表征化合物在溶酶體膜上的通透行為。

MembranePlus的其他特色

快速擬合 


MembranePlus基于藥物的生物藥劑學相關性質(logP, logD, pKa等——可基于內建的QSAR模型通過結構式進行預估)和相關的實驗條件(振搖率,PH,細胞周期,藥液體積等)可快速擬合出跨膜吸收過程中的不同部位濃度和通透性。

多種通透性


MembranePlus一次擬合可分別估算表觀通透性Papp, 細胞旁路通透性Perm-Para和跨細胞膜通透性Perm-Trans等多種通透性。

參數敏感性分析(PSA) 


早期可快速的評估影響透膜相關性質的關鍵因素,優化資源配置,指導實驗人員作出更加合理的決策。


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