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《藥物發(fā)現(xiàn)的虛擬篩選方法》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、藥物發(fā)現(xiàn)的虛擬篩選方法講述內(nèi)容第一節(jié)概述第二節(jié)化學信息處理第三節(jié)生物信息處理第四節(jié)虛擬篩選第一節(jié)概述計算機模擬與化學合成、生物測試的結(jié)合構(gòu)成了后基因組時代新藥研究的新策略。從已有的化合物，包括合成化合物和天然產(chǎn)物中尋找藥物或先導化合物，是藥物發(fā)現(xiàn)的一個重要途徑。到目前為止，人們只是針對大約500種疾病的治療靶點，篩選了現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的2000多萬種有機化合物中大約10%的化合物，但仍然有大量的潛在活性化合物未被發(fā)現(xiàn)。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，各種先進技術(shù)應運而生（X射線晶體衍射法、多維核磁共振法、掃描隧道顯微技術(shù)等），使得越來越多生物靶標（蛋白質(zhì)、核
2、酸、多糖等）的空間結(jié)構(gòu)被解析。同時計算機科學的發(fā)展又極大地提高了計算和分析的速度和精度。因此，自上世紀90年代起，合理藥物設(shè)計就逐漸成為一種實用技術(shù)接融入到藥物研發(fā)的各個環(huán)節(jié)。一、合理藥物設(shè)計合理藥物設(shè)計成功例子奈非那韋（nelfinavir）抗艾滋病藥物HIV-1蛋白酶抑制劑依馬替尼（imatinib）治療慢性骨髓型白血病藥物二、數(shù)據(jù)庫空間化學空間生物空間大量疾病靶點（生物大分子）大量小分子化合物化學信息學生物信息學化合物數(shù)據(jù)庫合成化合物庫天然化合物庫組合化合物庫藥物分子庫類藥化合物庫生物大分子數(shù)據(jù)庫核酸分子庫蛋白質(zhì)分子庫研究對象化學信
3、息學：小分子生物信息學：小分子結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成的基因和蛋白質(zhì)等大分子，本質(zhì)上都是化學物質(zhì)。計算方法基于回歸的聚類分析；支持向量機；神經(jīng)網(wǎng)絡；遺傳算法等。發(fā)揮作用方面核酸和蛋白質(zhì)功能和結(jié)構(gòu)；小分子配體和蛋白質(zhì)受體的相互作用；酶催化等方面?；瘜W信息學和生物信息學的共同點是相互依存，相互影響，需結(jié)合在一起，才能解決大多數(shù)的實際問題！生物信息學化學信息學VS（虛擬篩選）圖藥物設(shè)計中的化學信息學和生物信息學先導化合物候選藥物靶點大分子基因虛擬篩選虛擬篩選的時間：在化合物組合庫合成和/或篩選之前。虛擬篩選的空間：在計算機上進行模擬設(shè)計和篩選。虛擬篩選的方
4、法：直接方法：基于分子對接（moleculardocking）的虛擬篩選間接方法：基于藥效基團（pharmacophore）的虛擬篩選虛擬篩選（virtualscreening,VS）虛擬篩選技術(shù)是藥物設(shè)計方法的延伸和推廣，廣義地講只要是基于某種提問形式，從現(xiàn)有的小分子數(shù)據(jù)庫中，搜尋符合條件的化合物都可以稱之為虛擬篩選。這其中包括基于某些分子特性的數(shù)據(jù)庫搜索、基于分子對接的數(shù)據(jù)庫搜索、基于藥效團的數(shù)據(jù)庫搜索等，其目的是從幾十乃至上百萬個分子中篩選出新的先導化合物。由于實體的藥物篩選需要構(gòu)建大規(guī)模的化合物庫，提取或培養(yǎng)大量實驗必須的靶酶或者
5、靶細胞，并且需要復雜的設(shè)備支持，因而進行實體的藥物篩選要投入巨額資金。而虛擬藥物篩選是將藥物篩選的過程在計算機上模擬，對化合物可能的活性作出預測，這樣就能夠集中目標，大大降低實驗篩選化合物的數(shù)量，從而縮短研發(fā)周期、節(jié)約經(jīng)費開支。雖然早在20世紀70年代虛擬篩選技術(shù)已經(jīng)得到應用，但由于技術(shù)本身的不成熟，使得在新藥開發(fā)上仍然主要依靠傳統(tǒng)的實驗篩選。近年來，隨著虛擬藥物篩選成功地發(fā)現(xiàn)了一些有開發(fā)價值的先導化合物，這項技術(shù)又重新引起大家的重視。化學信息學產(chǎn)生的背景組合化學和高通量篩選，出現(xiàn)了巨大的信息，需要快速收集、存儲、分析和處理，隨著信息技術(shù)
6、向化學領(lǐng)域的滲透，形成了新的交叉學科——化學信息學。研究內(nèi)容化合物信息在計算機中的表示化合物數(shù)據(jù)庫的建立、使用和管理化合物相似性、多樣性及分子類藥性分析化合物定量構(gòu)效關(guān)系化學信息學Chemoinformatics，chemicalinformatics， Cheminformatics，chemi-informatics利用計算機信息處理技術(shù)對化學分子結(jié)構(gòu)和相關(guān)信息進行管理的一種綜合性技術(shù)和學科應用化學信息學可促進化學信息的獲取、轉(zhuǎn)化與共享一、化學信息的表示方法化學分子一維結(jié)構(gòu)：化合物名稱（俗名）；線性符號表示法。二維結(jié)構(gòu)：原子用元素符號
7、，鍵用短線，即化合物結(jié)構(gòu)式。為平面結(jié)構(gòu)。三維結(jié)構(gòu)：原子的空間位置、相互間距離、鍵角和二面角等。分子表面：建立在三維結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，能與分子的三維結(jié)構(gòu)一一對應。一維結(jié)構(gòu)NC(Cc1ccccc1)C(O)=O(SMILES編碼)三維結(jié)構(gòu)二維結(jié)構(gòu)分子表面苯丙氨酸分子結(jié)構(gòu)表征層次（一）一維結(jié)構(gòu)表示SMILES（簡化分子線性輸入系統(tǒng)） 編碼的基本原則原子通常以大寫元素符號表示（省略氫原子），芳香結(jié)構(gòu)原子則以小寫表示。相鄰原子依次排放在一起，單鍵通常省略，雙鍵和三鍵分別以“=”和“#”表示，芳香鍵以“：”表示，也可省略。分支部分放在括號內(nèi)，環(huán)則打開，并賦
8、予斷開鍵兩端的原子以相同的數(shù)值。雙鍵“/”表示順式，“”表示反式。原子順時針排列用@表示，逆時針排列用@@表示。甲烷CH4C乙醇C2H5OHCCO氰化氫HCNC#N環(huán)已烷C6H12C1CCC
