计算机辅助药物设计直接间接,计算机辅助药物设计分类.ppt

古城微笑少年丶 2021-09-09 04:28 369阅读 0赞

计算机辅助药物设计分类

计算机辅助药物设计 计算机辅助药物设计的概念 计算机辅助药物设计(computer-aided drug design，CADD)是以药物分子的基础，是新药研究的工具。它依据生物化学、酶学、分子生物学以及遗传学等生命科学的研究成果，针对这些基础研究中所揭示的包括酶、受体、离子通道以及核酸等潜在的药物设计靶点，并参考其他内源性配体或者天然药物产物的化学特征，设计出合理的药物分子。 Logo \* 计算机辅助药物设计分类 根据受体的结构是否已知，分为直接药物设计和间接药物设计。 　　 计算机辅助药物设计的方法始于1980年代早期。当今，随着人类基因组计划的完成、蛋白组学的迅猛发展，以及大量与人类疾病相关基因的发现，药物作用的靶标分子急剧增加；同时，在计算机技术推动下，计算机药物辅助设计在近几年取得了巨大的进展。 \* \* 计算机辅助药物设计分类的原理 首先通过X－单晶衍射技术获得受体大分子结合部位的结构，并且采用分子模拟软件分析结合部位的结构性质，如静电场、疏水场、氢键作用位点分布等信息。然后再运用数据库搜寻或者全新药物分子设计技术，识别得到分子形状和理化性质与受体作用点相匹位配的分子，合成并测试这些分子的生物活性，经过几轮循环，即可以发现新的先导化合物。 \* 因此，计算机辅助药物设计大致包括活性位点分析法、数据库搜寻、全新药物设计。 活性位点分析法 该方法可以用来探测与生物大分子的活性位点较好地相互作用的原子或者基团。用于分析的探针可以是一些简单的分子或者碎片，例如水或苯环，通过分析探针与活性位点的相互作用情况，最终可以找到这些分子或碎片在活性部位中的可能结合位置。由活性位点分析得到的有关受体结合的信息对于全新药物的设计具有指导性。 \* 数据库搜寻 目前数据库搜寻方法分为两类 第一类是基于配体的，即根据药效基团模型进行三维结构数据库搜寻。该类方法一般需先建立一系列活性分子的药效构象，抽提出共有的药效基团，进而在现有的数据库中寻找符合药效基团模型的化合物。 \* 另一类方法是基于受体的，也称为分子对接法，即将小分子配体对接到受体的活性位点，并搜寻其合理的取向和构象，使得配体与受体的形状和相互作用的匹配最佳。 \* \* 在药物设计中，分子对接方法主要用来从化合物数据库中搜寻与受体生物大分子有较好亲和力的小分子，从而发现全新的先导化合物。分子对接由于从整体上考虑配体与受体的结合效果，所以能较好地避免其他方法中容易出现的局部作用较好，整体结合欠佳的情况。 全新药物设计 它可以根据受体活性部位的形状和性质要求，让计算机自动构建出形状、性质互补的新分子，该新分子能与受体活性部位很好地契合，从而有望成为新的先导化合物；它通常能提出一些新的思想和结构类型，但对所设计的化合物需要进行合成，有时甚至是全合成。全新药物设计方法出现的时间虽然不长，但发展极为迅速。 \* 计算机辅助药物设计根据对象分类 基于受体结构的药物分子设计方法 Receptor-based drug design 基于配体(小分子)的药物设计方法 Ligand-based drug design 目前设计的机理从结构转变为药效机理的药物设计 (ADME)