人工智能發(fā)現(xiàn)新型抗生素

人工智能幫助研究人員發(fā)現(xiàn)了一類(lèi)新的抗生素，可以治療由耐藥細(xì)菌引起的感染，這可能有助于對(duì)抗抗生素耐藥性。2019年，抗生素耐藥性導(dǎo)致120多萬(wàn)人死亡，預(yù)計(jì)未來(lái)幾十年這一數(shù)字還會(huì)繼續(xù)上升。2023年12月20日，相關(guān)成果發(fā)表于《自然》。

在老鼠身上進(jìn)行的測(cè)試表明，新的抗生素化合物被證明有望治療耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）和耐萬(wàn)古霉素腸球菌，后者是一種對(duì)通常用于治療MRSA感染的藥物產(chǎn)生耐藥性的細(xì)菌。

美國(guó)麻省理工學(xué)院與哈佛大學(xué)博德研究所的Felix Wong說(shuō)：“我們的人工智能模型不僅告訴我們哪些化合物具有抗生素活性，還基于它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)告訴我們這是為什么?！?/p>

Wong和同事首先測(cè)試了3.9萬(wàn)多種化合物對(duì)金黃色葡萄球菌和3種人體細(xì)胞的影響，這3種細(xì)胞分別來(lái)自肝臟、骨骼肌和肺部。這些結(jié)果成為人工智能模型了解每種化合物的原子和化學(xué)鍵模式的訓(xùn)練數(shù)據(jù)。這使得人工智能能夠預(yù)測(cè)這些化合物的抗菌活性及其對(duì)人體細(xì)胞的潛在毒性。

接著，經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的人工智能模型通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬分析了1200萬(wàn)種化合物，并找到了3646種具有理想藥物性質(zhì)的化合物。額外的計(jì)算還確定了可以解釋每種化合物性質(zhì)的化學(xué)亞結(jié)構(gòu)。

通過(guò)較不同化合物中的亞結(jié)構(gòu)，研究人員確定了新的潛在抗生素類(lèi)別，并發(fā)現(xiàn)了能夠殺死MRSA和耐萬(wàn)古霉素腸球菌的兩種無(wú)毒化合物。

最后，研究人員利用小鼠實(shí)驗(yàn)證明了這些化合物在治療MRSA引起的皮膚和大腿感染方面的有效性。

論文作者之一、博德研究所的James Collins說(shuō)，只有少數(shù)幾種新型抗生素，如惡唑烷酮類(lèi)抗生素和脂肽類(lèi)抗生素，被發(fā)現(xiàn)對(duì)MRSA和耐萬(wàn)古霉素腸球菌都有效，而后者對(duì)這些抗生素的耐藥性一直在增強(qiáng)?！拔覀兊难芯堪l(fā)現(xiàn)了一類(lèi)新型抗生素，這是60年來(lái)為數(shù)不多的抗生素之一，可以作為其他抗生素的補(bǔ)充而發(fā)揮作用?！?/p>

研究人員已經(jīng)開(kāi)始使用這種人工智能引導(dǎo)的方法設(shè)計(jì)全新的抗生素，并發(fā)現(xiàn)其他新的藥物類(lèi)別，例如選擇性殺死老化、受損細(xì)胞的化合物，這些細(xì)胞與骨關(guān)節(jié)炎和癌癥等疾病有關(guān)。

來(lái)源： 中國(guó)科學(xué)報(bào) 文樂(lè)樂(lè)

四氯化鈦（TiCl4）是一種無(wú)機(jī)化合物，它是鈦和氯的化合物。以下是關(guān)于四氯化鈦的一些化學(xué)性質(zhì)：

1. 溶解性：四氯化鈦是一個(gè)極易溶于無(wú)水有機(jī)溶劑的液體，如四氯化碳。它在水中幾乎不溶。

2. 酸堿性：四氯化鈦是一個(gè)Lewis酸，可以接受一個(gè)電子對(duì)。它可以與一些親電性強(qiáng)的物質(zhì)（如氧、氮和硫）發(fā)生反應(yīng)。

3. 水解性：四氯化鈦與水反應(yīng)會(huì)迅速水解生成氫氧化鈦（Ti(OH)4）和氯化氫（HCl）。這是一個(gè)強(qiáng)烈的放熱反應(yīng)，產(chǎn)生白煙和腐蝕性氣體。

4. 氧化性：四氯化鈦具有較強(qiáng)的氧化性。它可以與許多有機(jī)化合物發(fā)生反應(yīng)，包括醇和醚，導(dǎo)致它們被氯化。

5. 還原性：四氯化鈦可以被一些還原劑如氫氣（H2）還原為鈦金屬。

6. 反應(yīng)性：四氯化鈦是一個(gè)重要的鈦化合物前體。它可以與其他化合物發(fā)生反應(yīng)，生成一系列的鈦化合物。例如，與醇反應(yīng)可以生成鈦醇鹽，與胺反應(yīng)可以生成鈦胺鹽，與氧化物反應(yīng)可以生成鈦氧化物等。

需要注意的是，四氯化鈦具有強(qiáng)烈的腐蝕性和刺激性，需在合適的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行處理和操作。