약물 동태 분석 서비스 (분자영상 기반)


신약개발 과정에서의 분자 영상

- 신약의 효능과 안전성을 효과적으로 평가 할 수 있는 방법으로 분자영상이 사용 됩니다. 

- 분자영상 기술은 비침습적으로 신약의 작용 메커니즘을 시각화하고 분석할 수 있는 방법을 제공합니다. 

- 분자영상은  비임상시험, 임상시험 단계에서 사용 됩니다.

- 비임상 시험: 약물 표적 검증 및 lead molecule 선택 

- 임상 시험 

  • 임상 0상: 탐색적 IND 및 Microdose 연구  
  • 임상 1상 : 메커니즘의 조기 증명 및 약동학 연구 
  • 임상 2상: 최적의 치료 용량 결정 
  • 임상 3상: 시험을 위한표현형 분석 및 피험자 선택 / 임상 결과 매개 변수에 대한 대리 마커

핵의학분자영상 (Moleculer imaging)은 방사선 동위원소를 사용하여 약물의 ADME를 분석 합니다. ‘살아있는 생체'내의 현상을 시각화, 정량화 하여 약물의 연구 개발을 고속화 시킵니다. 

AI 플랫폼 활용 신약개발


질병 타깃부터 약물 도출까지, AI로 앞당기는 신약개발

BITOIC는 유전체 정보(DNA)부터 단백질 구조 분석, 생물학적 기능 예측, 화합물 도출까지 이어지는 AI 기반 신약개발 통합 플랫폼을 제공합니다. 해당 서비스는 생명정보학 및 머신러닝 기술을 활용하여 질병 타깃을 자동으로 탐색하고, 예측된 단백질 구조와 활성 부위를 기반으로 후보 약물을 설계합니다.

방대한 오믹스(Omics) 데이터를 분석하여 질병의 핵심 유전자를 식별하고, 해당 유전자에 기반한 단백질 구조 및 기능 예측을 수행합니다. 이후 머신러닝 기반의 약물 타깃 적합성 평가(druggability prediction)를 거쳐, 활성 부위에 결합 가능한 후보물질을 가상 스크리닝 기법으로 도출하게 됩니다. 이를 통해, 전통적 방식보다 빠르고 정밀하게 약물개발 후보군을 확보할 수 있습니다.

서비스의 장점


신속하고 효율적인 AI 신약개발 솔루션

AI 플랫폼 활용 신약 개발은 시간과 비용의 획기적으로 절감 됩니다. 수년이 소요될 수 있는 타깃 발굴과 초기 스크리닝 과정을 AI로 자동화하여 수개월 이내에 후보 물질 도출이 가능하며, 실험 전에 독성 예측 및 오프타겟 분석도 수행할 수 있어 임상 실패율을 낮추는 데 기여합니다. 또한 복잡한 다인자성 질환, 예를 들어 암, 신경 퇴행성 질환, 면역 질환 등의 경우에도 네트워크 기반 AI 분석으로 유의미한 타깃을 제안할 수 있습니다.

서비스의 흐름도


신속하고 효율적인 AI 신약개발 솔루션
타겟 단백질
서열 확보
타겟 단백질
서열 확보
Alphafold
구조 예측
Alphafold
구조 예측
결합 사이트
분석
결합 사이트
분석
AutoDock
도킹 시뮬레이션
AutoDock
도킹 시뮬레이션

서비스 상세 내용


타깃 단백질 및 유전자 도출
타깃 단백질 및 유전자 도출

① 질병 관련 단백질 또는 타깃 유전자 도출

  • AI 또는 bioinformatics 기반으로 질병에서 의미 있는 타깃 단백질 또는 유전자를 식별합니다.
  • 유전자 발현 패턴, 단백질 상호작용 네트워크(PPI), 변이 분석 등 데이터를 활용합니다.
아미노산 서열 분석
아미노산 서열 분석

② 단백질 서열 분석 및 3D 구조 예측

  • 타깃 단백질의 1차 서열(아미노산 배열)을 기반으로 2차/3차 구조 예측을 수행합니다.
단백질 구조 시뮬레이션
단백질 구조 시뮬레이션

③ 활성 부위(Active Site) 탐색

  • 가운데 리본구조 + 오른쪽 하단 분자 결합부위 구조 시각화 합니다.
  • 예측된 3D 구조 상에서 약물이 결합할 수 있는 포켓(홈)을 식별합니다.
  • 해당 부위의 친수성/소수성, 전하 분포, 접근성 등을 고려해 binding site 후보를 지정합니다.
가상스크리닝
가상스크리닝

④ 화합물 라이브러리로 가상 스크리닝

  • 활성 부위에 결합할 수 있는 수천~수십만 개의 소분자 화합물을 가상 결합(docking) 방식으로 시뮬레이션합니다.
  • Docking Score 또는 Binding Free Energy를 기준으로 상위 hit compound를 선정합니다.
상호작용 분석
상호작용 분석

⑤ 결합 모델링 및 약물-타깃 상호작용 분석

  • 선택된 후보물질이 타깃 단백질과 결합한 상태를 시각화하여 수소결합, 소수성 상호작용, π-π stacking 등 분석
  • 약물 설계의 유효성을 시뮬레이션 기반 정량적으로 평가합니다.

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