Managing virtual libraries of chemical compounds has never been easier. Only a few days ago thanks to MolBook UNIPI, the powerful software launched by the Department of Pharmacy of the University of Pisa as part of the activities of the national HPC, Big Data and Quantum Computing centre, pharmaceutical chemists and biologists from all over the world have at their disposal, free of charge, an innovative tool for creating, archiving, managing and sharing molecular databases in just a few clicks.

A true technological revolution in the world of pharmaceutical chemistry and biology, in which there has been a lack of free similar software so far, it can make database management procedures, “user-friendly” providing an inexperienced user with an easy and intuitive tool. The software’s potential was analysed in the application note recently published in the prestigious Journal of Chemical Information and Modeling.

The software was developed by Salvatore Galati, Miriana Di Stefano, Lisa Piazza and Giulio Poli, members of the Molecular Modeling & Virtual Screening Laboratory Group of the Department of Pharmacy at the University of Pisa and coordinated by Professor Tiziano Tuccinardi.

MolBook UNIPI was created for the academic and research community to process data in order to compose, manage and analyse databases containing information on chemical compounds to exploit several properties, including the prediction of the toxicological profile of molecules.

“The possibility of digitally archiving the structural characteristics of each individual molecule and the various activity and toxicity data related to it, which is of essential importance. It allows rapid searches, analysis of archived molecules and the use of artificial intelligence to process and predict the properties of different molecules. It is possible, for example, to search in just a few seconds for all the molecules characterised by a particular functional group or a particular biological activity, or to predict their possible toxicity,” explains Professor Tiziano Tuccinardi. “To date, there are several tools that allow the creation of these molecular databases; however, many of these do not carry out exhaustive analyses and moreover are very difficult to be used because they are mainly aimed at researchers working in the field of computational chemistry. The software developed by our research group will lead biologists, non-computational and pharmaceutical chemists to create, manage and share databases of the molecules they are studying. The launch of MolBook UNIPI represents the first step of this project: our idea is to implement it by adding predictive tools based on artificial intelligence that in a simple and intuitive way can help research, by providing from the earliest stages of development of potential drugs, predictions regarding their possible toxicity and activity towards different molecular targets."

MolBook UNIPI is available free of charge for academic, governmental and industrial organisations and can be downloaded from www.molbook.farm.unipi.it.

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The Project was developed thanks to the contribution of the National Recovery and Resilience Plan (PNRR), Mission 4 Component 2 Investment 1.4 'National Centre for HPC, Big Data and Quantum Computing' - Spoke 7 'Materials & Molecular Sciences' (European Union - NextGenerationEU).

Gestire le librerie virtuali di composti chimici non è mai stato così facile. Solo da pochi giorni, infatti, grazie a MolBook UNIPI, il potente software lanciato dal Dipartimento di Farmacia dell'Università di Pisa nell’ambito delle attività del centro nazionale HPC, Big Data e Quantum Computing, i chimici farmaceutici e biologi di tutto il mondo hanno adesso a disposizione gratuitamente uno strumento innovativo per creare, archiviare, gestire e condividere database molecolari in pochi clic.

Una vera e propria "rivoluzione tecnologica" nel mondo della chimica farmaceutica e della biologia dove, fino ad oggi, mancava un software libero di questo tipo, in grando di rendere user-friendly le procedure per la gestione dei database, fornendo all'utente non esperto uno strumento semplice e intuitivo. E le cui potenzialità sono state analizzate nella nota applicativa recentemente pubblicata sul prestigioso Journal of Chemical Information and Modeling.

Sviluppato da Salvatore Galati, Miriana Di Stefano, Lisa Piazza e Giulio Poli, membri del Gruppo di Molecular Modeling & Virtual Screening Laboratory del Dipartimento di Farmacia dell’Università di Pisa, coordinato dal professor Tiziano Tuccinardi, il software MolBook UNIPI nasce per la comunità accademica e di ricerca, per trattare dati finalizzati a comporre, gestire e analizzare database contenenti informazioni relative a composti chimici, per sfruttare varie proprietà, tra cui la previsione del profilo tossicologico di molecole.

Il professor Tiziano Tuccinardi (a destra) con i membri del Gruppo di Molecular Modeling & Virtual Screening Laboratory del Dipartimento di Farmacia dell’Università di Pisa

“La possibilità di archiviare digitalmente per ogni singola molecola le caratteristiche strutturali ed i vari dati di attività e tossicità correlati con essa ha un’importanza essenziale perché consente di effettuare rapide ricerche, analisi delle molecole archiviate ed impiegare l’intelligenza artificiale per elaborare e predire le proprietà delle diverse molecole. È possibile, ad esempio, in pochi secondi cercare tutte le molecole caratterizzate da un particolare gruppo funzionale o da una particolare attività biologica, o predire la loro possibile tossicità – spiega il professor Tiziano Tuccinardi - Ad oggi esistono alcuni tool che consentono la creazione di questi database molecolari; tuttavia, molti di questi non consentono l’esecuzione di analisi esaustive ed inoltre, la maggior parte sono molto difficili da utilizzare perché rivolti soprattutto a ricercatori operanti nel campo della chimica computazionale. Il software sviluppato dal nostro gruppo di ricerca consentirà anche ai chimici non computazionali, ai biologi e chimici farmaceutici di poter creare, gestire e condividere i database delle proprie molecole di interesse. Questa release di MolBook UNIPI rappresenta il primo tassello di questo progetto: la nostra idea è quella di implementarlo aggiungendo tool predittivi basati sull’intelligenza artificiale che in maniera semplice ed intuitiva possano aiutare la ricerca fornendo fin dai primi stadi di sviluppo di potenziali farmaci delle predizioni relative alla loro possibile tossicità e attività nei confronti dei diversi target molecolari.”

MolBook UNIPI è disponibile gratuitamente per le organizzazioni accademiche, governative e industriali e lo si può scaricare dal sito www.molbook.farm.unipi.it

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Progetto sviluppato anche grazie al contributo del Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR), Missione 4 Componente 2 Investimento 1.4 "National Centre for HPC, Big Data and Quantum Computing" - Spoke 7 "Materials & Molecular Sciences" (Unione Europea – NextGenerationEU).