Współcześnie wiadomo, że przemiany substancji wynikają z praw, według których atomy łączą się poprzez wiązania chemiczne w mniej lub bardziej trwałe związki chemiczne, a także praw według których wiązania pękają i tworzą się ponownie prowadząc do przemian jednych związków w drugie co jest nazywane reakcjami chemicznymi. Chemia zajmuje się także rozmaitymi własnościami substancji wynikającymi bezpośrednio z ich budowy atomowej.

W bazie danych Chemical Abstracts do 17 lipca 2007 roku zarejestrowano 31 milionów związków chemicznych. Potrzeba usystematyzowania stale rosnącej wiedzy na temat białek zaowocowała powstaniem szeregu baz danych gromadzących różnorodne informacje dotyczące tej grupy związków chemicznych. Które kombinacje i oddziaływania takich substratów mogą być potencjalnie użyteczne?

Jerome Baudry z University of Tennessee oraz Center for Molecular Biophysics ONRL(Centrum Biofizyki Molekularnej Narodowego Laboratorium w Oak Ridge) opublikował w Journal of Computational Chemistry, artykuł: „Task-parallel MPI implementation of Autodock4 for docking of very large databases of compounds using High Performance Super-Computers".

Zaadoptował on powszechnie stosowane oprogramowanie do łączenia i przetwarzania skomputeryzowanych baz danych z informacjami o molekułach. „Nasze studium to brakujące ogniwo pomiędzy superkomputerami i olbrzymią ilością danych dostępnych w molekularnych bazach danych typu Human Genome Project” - mówi Baudry. – „Mamy dostęp do lawiny danych, teraz trzeba jedynie przetworzyć dane na wiedzę.”

Istnieją niepubliczne i publicznie dostępne bazy danych. Te pierwsze prowadzone są na ogół przez firmy farmaceutyczne. Z tych drugich najbardziej znana jest internetowa baza danych o nazwie Protein Data Bank (PDB) i o adresie www.rcsb.org/pdb/, gdzie rcsb jest skrótem od The Research Collaboratory for Structural Bioinformatics.

Takie przetworzenie to pierwszy krok do opracowania nowych leków: spośród miliardów możliwych interakcji białko - związek chemiczny będzie można wybrać te, które powodują pożądane efekty. Komputery o odpowiedniej mocy można przetestować miliony molekuł w ciągu jednego dnia. Znika także większość ryzyka związanego z testowaniem niektórych związków chemicznych.

Dzięki współpracy z National Institutes of Health oraz funduszom z nagrody NIH Clinical Translational Science Award, a także partnerstwie z ORNL, Med/Star Health i Washington D.C. Veterans Affairs Medical Center, teoretyczny zamysł już jest wprowadzany w życie. Do przeprowadzenia wirtualnych badań prawdopodobnie zostanie wykorzystany superkomputer Jaguar, który jest w dyspozycji właśnie ORNL.

red. Blanka Majda