分子对接技术与共有药效基团比对法

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分子对接的计算方法

分子对接的计算方法

分子对接的计算方法分子对接是研究分子之间相互作用的重要方法之一,也是药物设计和发现的重要手段。

本文将介绍分子对接的计算方法,包括分子对接的基本原理、常用的对接算法以及对接评价指标等内容。

一、分子对接的基本原理分子对接是指研究两个分子在特定条件下结合的过程。

在一个分子中,不同原子之间的结合方式是由不同的化学键决定的。

因此,在分子对接中,我们需要考虑来自两个分子之间的多种相互作用,如氢键、电荷相互作用和范德华力等。

分子对接的过程可以分为四步:1)预处理流程;2)构建计算模型;3)执行对接过程;4)结果分析。

在预处理流程中,需要进行双分子的构形搜索,即为每个分子寻找能量最低的构象以用于后面的分子对接计算。

在构建计算模型中,需要将每个分子的三维结构转化为能够进行计算的结构,并将两个分子同时输入计算机。

在执行对接过程中,需要调用分子对接算法,以计算两个分子之间的相互作用,找到最佳的配对方式。

最后,在结果分析中,需要评估分子对接的结果以确定这些分子是否适合结合,以及确定最佳的结合方式。

二、常用的对接算法为了找到最佳的配对方式,许多不同的分子对接算法已被开发出来。

这些算法中的一些常见的方法包括以下内容:1. 基于蒙特卡罗的对接方法基于蒙特卡罗(MC)的对接方法是一种在二维空间中进行随机游走的方法,通过模拟蒙特卡罗过程来寻找最佳的配对方式。

这种方法的优点在于其适合于使用分子动力学模拟技术进行计算,在计算中可以考虑原子或者分子之间的动态变化,更加真实地反映实验情况。

2. 基于分子力学的对接方法基于分子力学的对接方法是一种基于分子动力学模拟的方法。

该方法使用分子动力学技术来计算化学作用过程中的原子或分子的位置和速度变化。

由于该方法考虑了分子内部的相互作用和外部的环境条件对分子结合曲线和内部能量的影响,因此它比其他对接方法更加准确。

3. 基于评分函数的对接方法基于评分函数的对接方法是一种对接评估技术,它借助实验中已经被众所周知的分子结合模型来评估分子结合的力度。

药理学分子对接

药理学分子对接

药理学分子对接
药理学分子对接(pharmacophore docking)是一种计算化学方法,用于研究药物与受体之间的相互作用。

它基于药物分子和受体分子之间的结构信息,通过计算药物分子与受体分子之间的亲和力,并预测药物的结合方式和药效。

药理学分子对接可以被分为结构基础和配体基础两种类型:
1. 结构基础对接:在结构基础上进行分子对接,这种方法主要基于已知的药物-受体相互作用的结构信息。

首先,通过分析已知的药物-受体复合物的结构,确定共同的结构特征,这些特征被称为药理学分子对接的“药效团”。

然后,药效团被用来评估新药分子与受体之间的亲和力和结合方式。

2. 配体基础对接:在配体基础上进行分子对接,这种方法主要基于已知的药物-受体配体的结构信息。

首先,通过分析已知的药物-受体配体的结构,确定共同的化学结构特征,这些特征被称为药理学分子对接的“配体团”。

然后,配体团被用来评估新药分子与受体之间的亲和力和结合方式。

药理学分子对接可以通过计算方法来实现,常见的方法包括分子动力学模拟、蒙特卡洛模拟、分子力学、量子力学等。

这些方法可以通过计算药物-受体之间的相互作用能、氢键、疏水效应、静电相互作用等物理和化学性质,从而预测药物的结合方式和效果。

药理学分子对接在药物研发中具有重要的应用价值。

它可以用
来筛选和设计潜在的药物分子,优化药物的结构和活性,以及解释药物的作用机制。

通过药理学分子对接的计算方法,可以加快药物研发的过程,提高研发的成功率,为药物的设计和发现提供新的思路和方法。

分子对接得分

分子对接得分

分子对接得分分子对接是一种计算化学方法,用于研究不同分子之间的相互作用和结合方式。

在药物研究中,分子对接可以帮助确定候选药物与蛋白质靶点的相互作用方式,为药物设计及优化提供方向。

本文将会介绍分子对接的基本知识和评分方法。

一、分子对接的原理分子对接是通过计算机模拟的方法,将药物分子和蛋白质分子进行结合,研究分子之间的相互作用及优化结合方式的技术。

在分子对接过程中,分子通常采用格点模型,按照规定精度在空间上进行扫描,寻找最适合结合位点的位置。

分子对接得分是评价药物分子与蛋白质靶点之间相互作用的指标之一。

分子对接得分由若干个分值组成,其中包括药物分子与靶点分子之间的互作用能、得分函数中的惩罚项等。

1.互作用能互作用能是分子对接计算中最重要的指标之一,反映药物分子与蛋白质靶点之间的相互作用强度。

互作用能分为分子间吸引相互作用能和分子间短程排斥相互作用能两部分。

其中分子间吸引相互作用能数值越大,说明药物分子与蛋白质靶点之间的相互作用越强,活性也更高。

分子间短程排斥相互作用能数值越小,说明药物分子与蛋白质靶点之间的空间位阻越小,活性也更高。

2.得分函数中的惩罚项得分函数中的惩罚项是为了排除不良结合方式、减少误差和提高结构合理性而引入的一些限制条件。

惩罚项包括分子间距离、分子构象、药物分子的灵活性、靶点的表面性质等。

惩罚项数值越小,说明结构合理性、自由度协调性越好。

分子对接得分的计算是通过比较分子对接复合体和分子自身的能量变化来确定的。

具体来说,分子对接得分可以通过以下公式求解:ΔG=ΔE+Φ其中,ΔG是分子对接的自由能变化,ΔE是分子对接复合体与分子单独存在时的总能量差值,Φ是惩罚项。

三、分子对接的验证方法为了验证分子对接模拟的结论是否可靠,需要采用不同的验证方法。

其中,受体类比法和药物类比法是两种常用的验证方法。

1.受体类比法受体类比法是基于不同蛋白质结构之间相似性和相同性的假设,利用已知受体和药物的相互作用信息,从候选受体结构库中寻找与已知受体具有相似结构和相同功能的候选受体,并应用分子对接技术,预测药物分子与候选受体之间的相互作用模式和抑制活性。

药物研发中分子对接的技术

药物研发中分子对接的技术

药物研发中分子对接的技术药物研发一直是医学领域中的重要课题之一。

现代医学技术发展迅速,药物研发也越来越依赖于现代技术手段。

其中,分子对接技术成为药物研发过程中必不可少的一部分。

本文将从分子对接技术的基本原理、应用及未来发展方向等角度,深入分析这一技术在药物研发中的重要性。

一、基本原理分子对接技术是指利用计算机程序模拟蛋白质和小分子之间相互作用的过程。

这样的技术可以预测药物分子能否结合到蛋白质的特定位点上,并进一步优化药物分子的结构,以提高其亲和力和效果。

其基本原理主要包括分子对接程序、能量计算方法以及结构分类算法。

其中,分子对接程序是一种将分子的结构描述成符号或数值的计算机程序。

通过这种程序模拟药物分子在蛋白质表面的结合方式,以及药物分子和蛋白质分子在结合时的内部构象变化。

同时还可以计算药物分子和蛋白质分子之间的能量变化,以及药物分子与其他分子之间的相互作用。

能量计算方法则是指对分子结构中的原子之间相互作用能量的计算方法。

常见的能量计算方法包括力场方法、量子化学方法和孪生反相方法等。

其中,力场方法是一种用势函数描述原子间相互作用的计算方法,可以通过计算化学键的力常数、晶体位移或者分子结构等信息推导出分子的能量状态。

量子化学方法则基于量子力学理论,可以更加精确地计算分子结构与能量。

孪生反相方法则是将量子化学方法和力场方法相结合,也是一种比较流行的能量计算方法。

最后,结构分类算法则可以将药物分子和蛋白质分子分为不同的类别,并对应不同的结构模型。

基于分类算法,分子对接过程可以更快速和精确地预测药物和蛋白质结合的方式和强度,为药物研发提供基础。

二、应用分子对接技术在药物研发过程中广泛应用。

其中最主要的应用是药物分子的发现与优化。

药物分子的发现与优化是药物研发中的两个基本任务。

其中,药物分子的发现需要在大量的化合物中筛选出最有潜力的分子。

而药物分子的优化则需要针对药物分子的物理化学性质(如溶解性、生物活性、毒性和稳定性等)进行优化,以满足药物研发的需要。

药物设计常用方法分子对接方法

药物设计常用方法分子对接方法

药物设计常用方法分子对接方法一:概述分子对接是指两个或多个分子通过几何匹配和能量匹配相互识别的过程,在药物设计中有十分重要的意义。

药物分子在产生药效的过程中,需要与靶酶相互结合,这就要求两个分子要充分接近并采取合适的取向以使二者在必要的部位相互契合,发生相互作用,继而通过适当的构象调整,得到一个稳定的复合物构象.通过分子对接确定复合物中两个分子正确的相对位置和取向,研究两个分子的构象特别是底物构象在形成复合物过程的变化是确定药物作用机制,设计新药的基础.分子对接计算把配体分子放在受体活性位点的位置,然后按照几何互补、能量互补以及化学环境互补的原则来评价药物和受体相互作用的好坏,并找出两个分子之间最佳的结合模式。

由于分子对接考虑了受体结构的信息以及受体和药物分子之间的相互作用信息,因此从原理上讲,它比仅仅从配体结构出发的药物设计方法更加合理。

同时,分子对接筛选的化合物库往往采用的是商用数据库,比如可用化合物数据库(ACD)、剑桥晶体结构数据库(CSD)、世界药物索引(WDL)、药用化合物数据库(CMC)以及可用化合物搜索数据库(ACDSC)等等,因此筛选出来的化合物都为已知化合物,而且相当大一部份可以通过购买得到,这为科研提供了很大的方便,近年来,随着计算机技术的发展、靶酶晶体结构的快速增长以及商用小分子数据库的不断更新,分子对接在药物设计中取得了巨大成功,已经成为基于结构药物分子设计中最为重要的方法。

分子对接的最初思想源自于“锁和钥匙”的模型,即“一把钥匙开一把锁”。

不过分子对接,也就是药物分子和靶酶分子间的识别要比“钥匙和锁”的模型要复杂的多,首先表现在药物分子和靶酶分子是柔性的,这样就要求在对接过程中要相互适应以达到最佳匹配;再者,分子对接不仅要满足空间形状的匹配,还要满足能量的匹配,底物分子与靶酶分子能否结合以及结合的强度最终是由形成此复合物过程的结合自由能的变化值决定。

互补性和预组织是决定分子对接过程的两个重要原则,前者决定识别过程的选择性,而后者决定识别过程的键和能力.互补性包括空间结构的互补性和电学性质的互补性.受体和底物分子在识别之前将受体中容纳底物的环境组织的愈好,其溶剂化能力就越低,则它们的识别效果愈佳,形成的复合物越稳定,这就是分子识别的预组织原则。

分子对接技术

分子对接技术

分子对接技术分子对接技术是一种重要的计算机辅助药物设计方法,它通过预测和模拟分子之间的相互作用,以寻找最佳的药物分子与靶蛋白的结合方式。

这种技术在药物研发、生物化学和生物信息学等领域有着广泛的应用。

分子对接技术的基本原理是通过计算机模拟,预测药物分子与靶蛋白之间的结合方式和亲和力。

首先,需要利用计算方法建立药物分子和靶蛋白的三维结构模型,这可以通过实验方法如X射线晶体学或核磁共振等获得,也可以通过计算方法如分子力场或量子力场进行预测。

然后,在计算机中模拟靶蛋白和药物分子之间的相互作用,通过优化算法搜索最稳定的结合构象。

分子对接技术的应用非常广泛。

在药物研发领域,它可以加速药物发现过程,减少实验成本和时间。

通过对药物分子进行大规模的分子对接筛选,可以预测分子与靶蛋白的结合亲和力和活性,从而筛选出具有潜在药效的化合物。

这为新药的开发提供了有力的支持。

同时,在药物优化过程中,分子对接技术也可以用于预测和改进药物分子的结合模式,优化药效和药代动力学性质。

除了药物研发,分子对接技术在生物化学和生物信息学研究中也有重要应用。

例如,在研究蛋白质的结构和功能时,分子对接技术可以用于预测蛋白质与其他分子(如配体、抑制剂等)的结合模式和亲和力,从而揭示蛋白质的功能机制。

此外,分子对接技术还可以用于分析蛋白质与DNA或RNA等核酸分子的结合方式,研究基因调控和信号传导等生物过程。

尽管分子对接技术在药物设计和生物研究中有着广泛的应用,但它也存在一些挑战和限制。

首先,分子对接技术的准确性和可靠性受到模型的限制。

建立准确的分子模型和力场参数是保证预测结果准确性的关键。

其次,由于分子对接过程涉及的计算量较大,需要借助高性能计算设备和算法优化等技术支持。

最后,分子对接技术对于某些复杂的分子系统仍然存在一定的局限性,如蛋白质的柔性和溶剂效应等因素对结合模式的影响。

总结起来,分子对接技术是一种重要的计算机辅助药物设计方法,它通过预测和模拟药物分子与靶蛋白的结合方式,加速了药物发现和优化的过程。

药物设计中的分子对接技术研究

药物设计中的分子对接技术研究

药物设计中的分子对接技术研究药物设计是一项复杂而又富有挑战性的任务,而分子对接技术就是药物设计领域中非常重要的一部分。

分子对接技术通过模拟分子间的相互作用,为药物设计提供了一种非常有用的方式。

本文将从分子对接技术的基本原理、开发方法、应用领域等方面进行探讨。

一、分子对接技术的基本原理分子对接技术是模拟药物分子与靶标蛋白质之间的相互作用过程。

当药物分子与靶标蛋白质结合时,通常是通过靶标表面的蛋白质区域与药物分子表面的亲和性基团相互作用。

因此,分子对接技术的主要目的是模拟靶标蛋白质以及药物分子的相互作用过程,找到药物分子与靶标蛋白质结合的最佳方式。

分子对接技术的工作流程通常可以分为三个主要步骤:准备工作、分子对接和评估。

在准备工作中,我们需要获得靶标蛋白质和药物分子的三维结构信息。

这些信息可以通过晶体学、X射线晶体衍射等方法得到。

在分子对接过程中,我们需要通过计算的方式模拟药物分子和靶标蛋白质之间的相互作用。

最后,在评估阶段,我们需要评估分子对接结果的准确性,以此来确认合适的药物分子候选和活性位点。

二、分子对接技术的开发方法与许多计算化学方法不同,分子对接技术通常采用基于启发式的搜索算法。

目前最常用的技术是基于蛋白质-配体对接的搜索算法。

这种技术基于蛋白质和配体之间的相互作用进行分子对接。

在分子对接中,最常见的方法是基于原子力场。

这种方法考虑到了分子间的静电相互作用和范德华力等相互作用,并且考虑到了水分子的影响。

这个方法可以描绘药物分子与靶标蛋白质的能量状态,以此来确定分子对接的最优方案。

此外,大量的数据挖掘算法和特征提取方法还被用于分子对接模拟的精确度提高。

同时,这些算法的应用也推动了分子对接技术的发展。

三、分子对接技术的应用领域分子对接技术已经成为了现代药物研发中不可或缺的一部分。

其中,药物靶向性、药效优化和药物代谢等方面都是分子对接技术的重要应用领域。

药物靶向性:通过分子对接技术,我们可以将药物分子与靶标蛋白质的三维信息相互匹配,以此来预测药物分子与靶标蛋白质之间的亲和性。

药物设计常用方法分子对接方法

药物设计常用方法分子对接方法

药物设计常用方法分子对接方法一:概述分子对接是指两个或多个分子通过几何匹配和能量匹配相互识别的过程,在药物设计中有十分重要的意义。

药物分子在产生药效的过程中,需要与靶酶相互结合,这就要求两个分子要充分接近并采取合适的取向以使二者在必要的部位相互契合,发生相互作用,继而通过适当的构象调整,得到一个稳定的复合物构象。

通过分子对接确定复合物中两个分子正确的相对位置和取向,研究两个分子的构象特别是底物构象在形成复合物过程的变化是确定药物作用机制,设计新药的基础。

分子对接计算把配体分子放在受体活性位点的位置,然后按照几何互补、能量互补以及化学环境互补的原则来评价药物和受体相互作用的好坏,并找出两个分子之间最佳的结合模式。

由于分子对接考虑了受体结构的信息以及受体和药物分子之间的相互作用信息,因此从原理上讲,它比仅仅从配体结构出发的药物设计方法更加合理。

同时,分子对接筛选的化合物库往往采用的是商用数据库,比如可用化合物数据库(ACD)、剑桥晶体结构数据库(CSD)、世界药物索引(WDL)、药用化合物数据库(CMC)以及可用化合物搜索数据库(ACDSC)等等,因此筛选出来的化合物都为已知化合物,而且相当大一部份可以通过购买得到,这为科研提供了很大的方便,近年来,随着计算机技术的发展、靶酶晶体结构的快速增长以及商用小分子数据库的不断更新,分子对接在药物设计中取得了巨大成功,已经成为基于结构药物分子设计中最为重要的方法。

分子对接的最初思想源自于“锁和钥匙”的模型,即“一把钥匙开一把锁”。

不过分子对接,也就是药物分子和靶酶分子间的识别要比“钥匙和锁”的模型要复杂的多,首先表现在药物分子和靶酶分子是柔性的,这样就要求在对接过程中要相互适应以达到最佳匹配;再者,分子对接不仅要满足空间形状的匹配,还要满足能量的匹配,底物分子与靶酶分子能否结合以及结合的强度最终是由形成此复合物过程的结合自由能的变化值决定。

互补性和预组织是决定分子对接过程的两个重要原则,前者决定识别过程的选择性,而后者决定识别过程的键和能力。

药物研发中的分子对接技术

药物研发中的分子对接技术

药物研发中的分子对接技术药物研发一直是一个既困难又费时的过程。

在药物最终被批准上市之前,大量的实验和研究需要进行。

其中分子对接技术是一个非常重要的技术,对于药物研发的成功与否起着至关重要的作用。

什么是分子对接技术?分子对接技术是一种计算机辅助设计的方法,可以用来研究两个分子之间相互作用的情况。

简单来说,就是将两个分子,例如蛋白质和药物分子,按照一定的方法组合在一起,利用计算机进行计算和模拟,从中寻找最合适、最稳定的组合方式。

为什么需要分子对接技术?需要分子对接技术的主要原因是,在药物研发过程中需要寻找一种适合蛋白质的小分子药物,但是在这个过程中,常常会出现大量“失误药物”,需要通过分子对接技术来帮助筛选。

此外,由于许多疾病都是由蛋白质异常引起的,因此找到一种能够调节、抑制这些异常蛋白质的药物也是分子对接技术所需要解决的问题。

如何进行分子对接研究?分子对接研究的基本步骤包括以下几个方面:1.准备工作首先,需要将目标蛋白的结构进行分析,并根据其结构和活性部位设计出药物分子。

然后为这两个分子进行预处理,清除其水分子等。

2.对接过程对接过程通常是在计算机上进行的,需要使用专业的软件进行。

将目标蛋白和药物分子一起放入计算机,按照一定的方法进行组合和计算。

在计算过程中,需要考虑分子间的作用力和距离等因素。

3.筛选结果在得到复合物的模型之后,需要进行一系列的评估和筛选,以确定其中最合适、最稳定的分子组合方式。

具体筛选的方法包括分子动力学模拟、能量评分等。

分子对接技术的发展与应用分子对接技术已经在药物研发领域中得到广泛应用,并且不断得到进一步发展。

随着计算机硬件和软件的不断升级,分子对接技术已经进入到高通量计算时代。

同时,分子对接技术也被应用于越来越多的领域,如材料科学、食品科学等。

除了在实验室中的应用外,分子对接技术也被广泛应用于药物市场和产业。

利用分子对接技术,公司可以更快、更精准地开发出新的药物,从而提高其在市场上的竞争力。

分子对接全

分子对接全
主要的化学键: 氢键
蛋白质二级结构的主要形式
• -螺旋 ( -helix ) • -折叠 ( -pleated sheet ) • -转角 ( -turn ) • 无规卷曲 ( random coil )
-螺旋
-折叠
-转角和无规卷曲
-转角
无规卷曲是用来阐述没有确定规律性的那部 分肽链结构。
❖ 定量指标,需要结合分子动力学进一步评价
AutoGrid 格点中相关能量的计算
AutoDock 构象搜索及评价
❖ 免费软件/
AutoDock分子对接的流程:
1.围绕受体活性位点的氨基酸残基形成一个盒 子(box),并划分成格点; 2.用配体不同类型的原子作为探针(probe)进 行扫描,计算格点能量; 3.对配体在box范围内进行构象搜索; 4.根据配体的不同构象、方向、位置及能量进 行评分,最后对结果进行排序。
蛋白质分子中各亚基的空间排布及亚基接 触部位的布局和相互作用,称为蛋白质的四级 结构。
亚基之间的结合力主要是疏水作用,其次 是氢键和 结 构
从一级结构到四级结构
血红蛋白
二、酶及其抑制剂
酶是由活细胞产生的对其特异的底物 起高效催化作用的蛋白质。
酶的分子组成
❖ 单纯酶(simple enzyme):仅由氨基酸残基构成 ❖ 结合酶(conjugated enzyme)
苏氨酸 threonine Thr T 5.60
3. 酸性氨基酸 4. 碱性氨基酸
天冬氨酸 aspartic acid Asp D 2.97 谷氨酸 glutamic acid Glu E 3.22
赖氨酸
lysine
Lys K 9.74
精氨酸 arginine Arg R 10.76

药物设计中的分子对接算法比较分析

药物设计中的分子对接算法比较分析

药物设计中的分子对接算法比较分析分子对接是药物设计中的重要环节之一,通过分子对接可以预测和评估药物分子与靶点蛋白之间的结合情况,为药物发现和设计提供了关键的信息。

随着计算机技术的快速发展,越来越多的分子对接算法被提出和广泛应用。

本文将对几种常用的分子对接算法进行比较分析,旨在探讨各种算法在药物设计中的优势和不足之处。

1. 弹性网络模型(receptor-flexible docking)弹性网络模型是一种常用的分子对接算法,它允许蛋白结构的某些部分发生适度的构象改变,以提高药物分子与靶点蛋白的结合力。

该算法通过引入柔性任务的方式来模拟蛋白结构的灵活性,从而更加真实地预测药物-蛋白相互作用模式。

此外,弹性网络模型具有较高的计算效率和较好的准确性,被广泛应用于药物设计和虚拟筛选中。

2. 分子力场对接(molecular mechanics docking)分子力场对接算法基于分子力场理论,通过计算药物分子和蛋白靶点之间的相互作用能量,预测它们的结合模式。

该算法可以很好地捕捉分子之间的非共价相互作用,如氢键、范德华力等,可以准确模拟药物分子与靶点蛋白之间的结合能力。

然而,分子力场对接算法在处理蛋白的灵活性和溶剂效应方面存在一定的挑战,需要进一步改进和优化。

3. 虚拟筛选算法(virtual screening)虚拟筛选是一种常用的分子对接方法,旨在通过筛选大规模的分子库,从中挑选出与目标蛋白结合活性较高的化合物。

虚拟筛选算法常用的手段包括分子对接、药效预测、药物性质预测等。

虚拟筛选可以帮助研究人员快速筛选出具有潜在药物活性的化合物,为新药发现提供重要参考。

然而,虚拟筛选的准确性和可靠性需要进一步改进,以提高预测结果的可信度。

4. 其他分子对接算法除了上述常见的分子对接算法,还有一些其他算法被广泛应用于药物设计中。

例如,基于机器学习的分子对接算法可以通过学习已知药物与靶点蛋白的结构和性质关系,预测未知药物与靶点的结合性质。

分子对接——精选推荐

分子对接——精选推荐

分⼦对接分⼦对接是通过受体的特征以及受体和药物分⼦之间的相互作⽤⽅式来进⾏药物设计的⽅法。

主要研究分⼦间(如配体和受体)相互作⽤,并预测其结合模式和亲合⼒的⼀种理论模拟⽅法.近年来,分⼦对接⽅法已成为计算机辅助药物研究领域的⼀项重要技术。

分⼦对接⽅法分⼦对接⽅法的两⼤课题是分⼦之间的空间识别和能量识别。

空间匹配是分⼦间发⽣相互作⽤的基础,能量匹配是分⼦间保持稳定结合的基础。

对于⼏何匹配的计算,通常采⽤格点计算、⽚断⽣长等⽅法,能量计算则使⽤模拟退⽕、遗传算法等⽅法。

各种分⼦对接⽅法对体系均有⼀定的简化,根据简化的程度和⽅式,可以将分⼦对接⽅法分为三类。

刚性对接:刚性对接⽅法在计算过程中,参与对接的分⼦构像不发⽣变化,仅改变分⼦的空间位置与姿态,刚性对接⽅法的简化程度最⾼,计算量相对较⼩,适合于处理⼤分⼦之间的对接。

半柔性对接:半柔性对接⽅法允许对接过程中⼩分⼦构像发⽣⼀定程度的变化,但通常会固定⼤分⼦的构像,另外⼩分⼦构像的调整也可能受到⼀定程度的限制,如固定某些⾮关键部位的键长、键⾓等,半柔性对接⽅法兼顾计算量与模型的预测能⼒,是应⽤⽐较⼴泛的对接⽅法之⼀。

柔性对接:柔性对接⽅法在对接过程中允许研究体系的构像发⽣⾃由变化,由于变量随着体系的原⼦数呈⼏何级数增长,因此柔性对接⽅法的计算量⾮常⼤,消耗计算机时很多,适合精确考察分⼦间识别情况。

主要分⼦对接软件DOCKDock是应⽤最⼴泛的分⼦对接软件之⼀,由Kuntz课题组开发。

Dock应⽤半柔性对接⽅法,固定⼩分⼦的键长和键⾓,将⼩分⼦配体拆分成若⼲刚性⽚断,根据受体表⾯的⼏何性质,将⼩分⼦的刚性⽚断重新组合,进⾏构像搜索。

在能量计算⽅⾯,Dock考虑了静电相互作⽤、范德华⼒等⾮键相互作⽤,在进⾏构像搜索的过程中搜索体系势能⾯。

最终软件以能量评分和原⼦接触罚分之和作为对接结果的评价依据。

AutoDockAutodock是另外⼀个应⽤⼴泛的分⼦对接程序,由Olson科研组开发。

分子药理学中的分子对接技术

分子药理学中的分子对接技术

分子药理学中的分子对接技术分子药理学是现代药学中的一个重要分支,其研究对象是生物分子之间的相互作用及其对生物活性的影响。

分子对接作为分子药理学研究中的一项重要技术,广泛应用于药物研发、酶学研究、生物物理学等领域。

本文将介绍分子对接技术在分子药理学中的应用与发展。

一、分子对接技术的基本原理分子对接是指将两个分子结构进行拼接,使之形成一个化合物,从而探究二者之间的相互作用。

分子对接技术常用于药物研发中,通过计算机模拟分析药物分子和靶点分子之间的相互作用,筛选出具有潜在药效的分子结构。

其基本原理如下:1. 靶点的构象预测首先,需要对所研究的靶点进行构象预测。

靶点可以是蛋白质、核酸、荷尔蒙受体等生物分子。

构象预测的目的是为了预测出靶点的空间构型以及其存在的多个构象之间的相对稳定性。

2. 配体的构象生成其次,需要生成不同构象的药物分子或配体,以便于在预测的靶点结构上进行对接。

配体的构象生成是一个复杂的过程,需要针对具体结构进行特定算法的设计和实现。

3. 对接评分在完成配体和靶点的构象预测和生成后,需要进行对接评分。

对接评分是指根据一定的评估因素和算法来评估配体与靶点的对接效果,并对不同的对接结果进行排序和筛选。

4. 对接结果的分析与优化最后,需要对对接结果进行分析和优化,根据评估因素和对药物效果的要求,进一步优化药物分子的结构和设计,并对其药效进行预测和分析。

二、分子对接技术的应用分子对接技术在分子药理学中的应用非常广泛,以下是几个重要的应用领域:1. 药物研发分子对接技术广泛应用于药物研发中,通过计算机模拟分析药物分子和靶点分子之间的相互作用,筛选出具有潜在药效的分子结构。

在药物研发中,分子对接技术可以用来预测分子的活性、选择性、亲和性和毒性等特性,并对新药的设计和优化提供指导。

2. 酶学研究酶学研究是分子药理学中的重要内容,分子对接技术可以用来预测酶催化反应的机制、酶-底物的相互作用、以及酶的抑制机制等。

先导化合物结构优化策略

先导化合物结构优化策略

先导化合物结构优化策略
先导化合物结构优化策略有以下几个方面:
1. 分子对接:通过分子对接技术,将先导化合物与目标蛋白进行结合,并预测其结合能力和空间构型,从而指导优化化合物结构。

2. 三维药效团:通过分子比对和构效关系分析,确定化合物中的三维药效团,以便优化药物分子的结构和活性。

3. 模拟计算:使用分子动力学模拟等计算方法,模拟化合物的构象变化、溶解度、通过血脑屏障能力等关键性质,为优化策略提供理论指导。

4. 合理化修饰:根据化合物的结构与活性、代谢稳定性、药性等信息,进行合理的修饰,例如引入不同官能团、调整立体化学等,以提高结构的合适性。

5. 比较法优化:通过选择和比较一系列结构相似的化合物,分析其活性与构效关系,找出优化的方向和策略。

6. 强化化学空间库:通过扩充化学空间库,引入多样化的化合物结构,从中发现新的药物骨架和活性基团,为后续的结构优化提供更多选择。

7. 快速筛选系统:利用高通量筛选技术,快速评估化合物的活性和药性,辅助筛选和优化合适的化合物结构。

以上是一些常见的先导化合物结构优化策略,具体的优化策略要根据具体的化合物结构和药物设计的需求来确定。

分子对接的原理方法及应用

分子对接的原理方法及应用

分子对接的原理方法及应用分子对接是一种计算药物设计方法,用于预测和评估分子(通常是药物)与蛋白质的相互作用。

通过了解分子之间的相互作用和结合模式,可以提供药物设计的指导,从而提高药物发现和优化的效率。

本文将详细介绍分子对接的原理、方法和应用。

一、分子对接的原理分子对接的原理是基于分子之间的相互作用力,主要涉及键的形成与破裂、范德华力、静电相互作用和氢键等。

1. 键的形成与破裂:分子对接中的关键问题是理解药物与蛋白质之间的键的形成与破裂过程。

药物分子通过与蛋白质上的活性位点相互作用,形成稳定的配位键。

而非特异性的键则可以通过“握手”模型来解释。

2. 范德华力:范德华力是分子之间最常见的相互作用力之一。

药物分子与蛋白质之间的范德华力通过识别和匹配亲和力较高的非极性残基来发挥作用。

范德华力的大小与分子间的距离、体积和极性有关。

3. 静电相互作用:药物分子与蛋白质之间的静电相互作用是通过负电荷和正电荷之间的吸引力来实现的。

静电相互作用通常发生在含有电荷的氨基酸残基(如赖氨酸、组氨酸等)和带电的药物分子之间。

4. 氢键:氢键是分子对接中最重要的相互作用力之一。

氢键经常发生在药物分子和蛋白质上的氧、氮、硫等原子之间。

氢键的长度、角度和方向决定了分子之间的相对位置和结合方式。

二、分子对接的方法1. 穷尽搜索方法:穷尽搜索方法是最早的分子对接方法之一,它通过将药物分子的构象空间进行穷尽搜索,以找到与蛋白质最佳匹配的位点。

这种方法计算复杂度较高,通常通过启发式算法来减少搜索空间。

2. 蒙特卡洛方法:蒙特卡洛方法采用统计物理学的思想,通过产生一系列的随机构象来模拟药物分子与蛋白质的相互作用。

根据相互作用的能量,可以预测分子之间的最佳配位方式。

3. 分子动力学模拟:分子动力学模拟是一种基于牛顿力学的计算方法,通过对分子的运动进行迭代计算,可以模拟分子的结构、构象和动力学性质。

分子动力学模拟可以用于模拟药物分子与蛋白质之间的相互作用过程。

药物作用靶点选择的分子对接技术

药物作用靶点选择的分子对接技术

药物作用靶点选择的分子对接技术药物作用靶点选择是药物研发的关键环节之一,对于减少药物研发的时间和成本、增加研发成功率具有重要意义。

分子对接技术是一种常用的药物作用靶点选择方法,通过计算机模拟分子之间的相互作用,得到药物与靶点之间的结合模式和亲和力。

本文将介绍分子对接技术的原理、常用方法和应用。

一、分子对接技术的原理分子对接技术基于分子间作用力的原理,主要包括力场计算、算法和评分函数等三个方面。

1.力场计算:分子在空间中的相互作用力可以通过力场计算来获得。

力场是一个数学模型,可以描述分子内部键长、键角、扭曲度等参数对分子的能量和构象的影响。

分子力场一般采用力场库分子力场、晶体分子力场等。

2.算法:分子对接算法用于预测和药物分子与靶点之间的最适合的结合模式。

常用的算法有蒙特卡洛模拟、遗传算法、模拟退火算法等。

3.评分函数:评分函数用于评估药物分子与靶点结合的亲和力。

评分函数一般通过考虑蛋白质、药物和水分子间的相互作用来计算。

合理选择评分函数能够准确预测和筛选出具有潜在活性的分子。

二、常用的分子对接方法目前常用的分子对接方法主要包括基于构象的对接和基于药物化合物的对接两种方法。

1.基于构象的对接:基于构象的对接方法通过药物分子和靶点的所有可能构象,找到最适合的结合构象。

这种方法适用于有已知结构的靶点。

2.基于药物化合物的对接:基于药物化合物的对接方法通过药物化合物库中的化合物,找到与靶点最适合的结合化合物。

这种方法适用于没有已知结构的靶点。

三、分子对接技术的应用分子对接技术在药物研发中具有广泛应用,主要包括以下几个方面:1.新药靶点发现:通过对模拟分子与靶点之间的结合模式和亲和力的预测,可以筛选出具有潜在活性的化合物,并作为潜在的药物候选靶点。

2.药物优化设计:通过对模拟分子与靶点结合的相互作用进行分析,可以指导药物分子结构的优化设计,提高药物的亲和力和药效。

3.靶点的机理研究:分子对接技术可以通过模拟药物与靶点的相互作用,揭示药物与靶点之间的结合机制和作用方式,为靶点的机理研究提供理论依据。

药物分析中的分子对接模拟技术研究

药物分析中的分子对接模拟技术研究

药物分析中的分子对接模拟技术研究在药物研发领域中,了解分子间的相互作用对于药物设计和药效预测至关重要。

在过去的几十年中,分子对接模拟技术已成为药物分析中不可或缺的一部分。

本文将对药物分析中的分子对接模拟技术进行研究,以探讨其在药物研发中的应用和潜力。

一、分子对接模拟技术的基本原理分子对接模拟技术是一种计算方法,用于模拟和预测分子之间的结合方式和力学特性。

该技术可以帮助研究人员了解药物与靶标蛋白之间的相互作用,从而指导药物设计和优化。

其基本原理包括以下几个方面:1. 空间构型搜索:通过对小分子药物和蛋白靶标进行全面的空间构型搜索,找到它们之间可能出现的结合方式。

2. 力场计算:利用力场计算方法,评估不同构型下分子间的相互作用能力,包括范德华力、库仑力、键能等。

3. 对接得分计算:根据分子间的相互作用能力和构型优劣,计算分子对接得分,用于评估药物与靶标的亲和性和结合能力。

二、分子对接模拟技术在药物研发中的应用分子对接模拟技术在药物研发中具有广泛的应用,包括药物发现、药物设计和药效预测等方面。

1. 药物发现:分子对接模拟技术可用于筛选大规模的化合物库,寻找与特定靶标具有高亲和力的候选化合物。

通过该技术,研究人员可以在大量可能的药物中快速地寻找潜在的治疗药物。

2. 药物设计:通过分子对接模拟技术,研究人员可以更好地理解药物与靶标之间的相互作用,进而指导药物结构的优化和设计。

该技术可以帮助研究人员寻找更精确、更有效的药物分子。

3. 药效预测:分子对接模拟技术还可以用于预测药物的药效和药动学特性。

通过模拟药物与靶标的结合方式和强度,研究人员可以预测药物的潜在疗效和作用机理,以及药物在体内的代谢和消除情况。

三、分子对接模拟技术的挑战与展望尽管分子对接模拟技术在药物研发中发挥着重要作用,但仍然存在一些挑战和限制。

1. 精确性限制:分子对接模拟技术的准确性受限于力场和结构搜索算法的选择。

研究人员需要不断优化和改进模型,提高预测的精确性。

分子对接的原理方法和应用

分子对接的原理方法和应用

分子对接的原理方法和应用1. 分子对接的概述分子对接是一种计算化学方法,旨在研究分子之间的相互作用和结合模式。

通过分子对接,可以预测小分子药物与靶点蛋白之间的相互作用,从而为药物设计和发现提供重要参考。

2. 分子对接的原理方法2.1 空间和矢量评分分子对接的基本原理是利用计算方法预测小分子药物与靶点蛋白的结合模式。

其中,空间评分方法主要通过计算小分子药物与蛋白的空间相互作用来评估结合模式的好坏;而矢量评分方法则通过计算小分子药物和靶点蛋白之间的相互作用能、矩阵元素等分子特征进行评估。

2.2 搜索算法为了找到最佳的分子对接结合模式,分子对接需要使用搜索算法进行寻优。

常见的搜索算法包括蒙特卡洛模拟、分子力学模拟、遗传算法等。

这些算法可以从不同的角度对结合模式进行搜索和优化,提高预测结果的准确性。

2.3 能量评估和结构优化分子对接中,通常需要进行能量评估和结构优化。

能量评估是通过计算小分子药物与靶点蛋白之间的相互作用能来评价结合模式的好坏;结构优化则是对分子对接得到的结合模式进行进一步调整,以提高预测的准确性。

3. 分子对接的应用3.1 药物发现与设计分子对接在药物发现与设计中发挥着重要作用。

通过分子对接,可以预测小分子药物与靶点蛋白的结合模式,从而为药物的设计和发现提供重要参考。

分子对接还可以用于筛选化合物库,快速筛选出具有潜在活性的化合物,加快药物研发的速度。

3.2 蛋白质工程与改造分子对接可以用于蛋白质工程与改造。

通过对已知蛋白质与小分子药物的分子对接模拟,可以预测蛋白质的结构与功能变化。

这对于理解蛋白质功能、改造蛋白质以及设计新型蛋白质具有重要意义。

3.3 食品和农药设计分子对接在食品和农药设计中也有广泛的应用。

通过分子对接,可以预测食品添加剂与食物成分之间的相互作用,为食品添加剂的选择和使用提供理论依据。

同时,分子对接还可以用于农药的设计与优化,提高农作物的抗病能力和产量。

4. 总结分子对接作为一种计算化学方法,在药物发现、蛋白质工程、食品和农药设计等领域都有重要应用。

生物分子与药物相互作用研究

生物分子与药物相互作用研究

生物分子与药物相互作用研究药物能够影响人体生理活动,并产生治疗作用或者副作用,药效与生物分子相互作用有关。

生物分子与药物相互作用研究是药物研究领域的热点之一,有助于深化药物的理论和应用研究。

本文介绍一些常见的生物分子与药物相互作用研究方法。

生物分子生物分子是生物体内最基本的单位,包括蛋白质、核酸、多糖、脂质等。

其中,蛋白质是药物的作用对象之一。

蛋白质是生物体内最为丰富、功能最为复杂的生物大分子,不同的蛋白质在生物体内承担着不同的功能。

药物可以通过特异性与蛋白质结合,影响其功能,从而产生治疗或副作用。

生物分子与药物相互作用研究方法1.分子对接分子对接是通过计算机模拟的方式,研究药物与蛋白质分子的相互作用机理。

通过对分子之间的运动进行模拟,可以预测药物分子与特定蛋白质之间的作用方式和作用程度。

分子对接的方法已广泛应用于药物研究中,有助于深入了解药物的作用机制。

2.荧光法荧光法是利用光谱学原理,研究药物分子与蛋白质分子之间的相互作用。

荧光法主要通过荧光染料来实现,荧光染料与蛋白质结合后,会发生荧光强度的变化,通过对荧光强度的测定,可以得到蛋白质与药物之间的相互作用信息。

荧光法相对简单、准确、灵敏,是研究药物与蛋白质相互作用的有效工具之一。

3.生物大分子晶体学生物大分子晶体学是通过晶体学方法,研究蛋白质晶体结构以及药物分子与蛋白质晶体结构中的相互作用。

通过分析蛋白质和药物分子之间的结晶结构,可以确定药物分子的结合位点、结合模式和活性。

生物大分子晶体学为药物发现和优化提供了有力支持。

4.核磁共振核磁共振是利用原子核具有自旋特性的原理,研究药物分子与蛋白质分子之间的相互作用。

药物分子与蛋白质分子在核磁共振装置中产生信号,通过对信号的处理和分析,可以得到药物分子与蛋白质分子之间的相互作用信息。

核磁共振方法不仅可以研究药物分子与蛋白质分子的相互作用,还可以研究药物分子在生物体内的转运和代谢过程。

总结生物分子与药物相互作用研究是药物研究中的重要领域。

[医疗药品管控]分子对接技术与共有药效基团比对法

[医疗药品管控]分子对接技术与共有药效基团比对法

(医疗药品管理)分子对接技术与共有药效基团比对法分子对接技术和共有药效基团比对法——壹种发现多靶点药物的策略[前言]:相信大家壹定知道举世闻名的瑞士军刀,这种小小的工具因为其多功能性而深受喜爱.多年来,科学界也壹直于致力于研究药物界的“瑞士军刀”,壹种能影响多个靶点的药物。

这样的研究是壹项打破传统的勇敢尝试,本文作者使用了壹种将分子对接技术和共有药效基团比对法相结合的策略成功发现了壹种能同时抑制LTA4H-h及hnps-PLA2俩种炎症反应关联酶的化合物,为多靶点药物的研究带来了壹线曙光。

【设计多靶点药物的意义】现代医学研究越来越表明,引起疾病的机制且非想象中的那么简单。

身体机能的正常运行依赖于壹个复杂而精确的生物效应网络,至今为止的大部分医学理论均认为疾病是由效应网络中某个节点出现问题而引起的,正是依据这壹思想,目前大多数药物研究均把精力耗费于了单壹靶点药物的研究上。

可是,有越来越多的证据显示,疾病往往是由于多个节点出现问题而产生的。

如果药物的开发始终禁锢于单壹靶点的研究上,我们依然会于相当长的壹段时间内对癌症、抑郁症等复杂疾病束手无策。

另壹方面,壹些刚上市时具有良好效果的单壹靶点药物正面临着耐药性不断增加的问题,这壹点且不奇怪,因为针对单壹靶点的长期用药必然会激发机体对药物效应产生代偿机制。

为了解决之上俩点问题,医学界不得不采取多药联用的手段来达到最佳的治疗效果,可是这又带来了新的不安全因素——药物相互作用带来的危险。

临床药理学的研究显示,多药合用将大大增加ADR的发生率,但由于多靶点药物的缺乏,病人只得承受这样的风险,有时甚至明知俩药合用会产生毒性,例如治疗结核病时使用的异烟肼和利福平,于权衡利弊后也只能照用,医务人员所能做的只是加强监测,尽可能的降低风险。

要解决上述这些问题,设计出多靶点药物无疑是壹个重要的思路。

【传统多靶点药物设计方法的局限性】传统的多靶点药物设计方法主要有三种:偶然发现、活性单靶点化合物的结合以及利用高通量筛选进行“海选”。

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分子对接技术与共有药效基团比对法
——一种发现多靶点药物的策略[前言]:相信大家一定知道举世闻名的瑞士军刀,这种小小的工具因为其多功能性而深受喜爱.多年来,科学界也一直在致力于研究药物界的“瑞士军刀”,一种能影响多个靶点的药物。

这样的研究是一项打破传统的勇敢尝试,本文作者使用了一种将分子对接技术与共有药效基团比对法相结合的策略成功发现了一种能同时抑制LTA4H-h及hnps-PLA2两种炎症反应相关酶的化合物,为多靶点药物的研究带来了一线曙光。

【设计多靶点药物的意义】
现代医学研究越来越表明,引起疾病的机制并非想象中的那么简单。

身体机能的正常运行依赖于一个复杂而精确的生物效应网络,至今为止的大部分医学理论均认为疾病是由效应网络中某个节点出现问题而引起的,正是依据这一思想,目前大多数药物研究都把精力耗费在了单一靶点药物的研究上。

但是,有越来越多的证据显示,疾病往往是由于多个节点出现问题而产生的。

如果药物的开发始终禁锢在单一靶点的研究上,我们依然会在相当长的一段时间内对癌症、抑郁症等复杂疾病束手无策。

另一方面,一些刚上市时具有良好效果的单一靶点药物正面临着耐药性不断增加的问题,这一点并不奇怪,因为针对单一靶点的长期用药必然会激发机体对药物效应产生代偿机制。

为了解决以上两点问题,医学界不得不采取多药联用的手段来达到最佳的治疗效果,但是这又带来了新的不安全因素——药物相互作用带来的危险。

临床药理学的研究显示,多药合用将大大增加ADR的发生率,但由于多靶点药物的缺乏,病人只得承受这样的风险,有时甚至明知两药合用会产生毒性,例如治疗结核病时使用的异烟肼和利福平,在权衡利弊后也只能照用,医务人员所能做的只是加强监测,尽可能的降低风险。

要解决上述这些问题,设计出多靶点药物无疑是一个重要的思路。

【传统多靶点药物设计方法的局限性】
传统的多靶点药物设计方法主要有三种:偶然发现、活性单靶点化合物的结合以及利用高通量筛选进行“海选”。

依靠这些发放,科学界的确开发出了一些有临床应用价值的多靶点药物,但是这三种方法均存在着不同的局限性。

偶然发现早已不是药物开发的主流方法,借此开发多靶点药物是件值得庆幸的事,却并不能对多靶点药物的发展有所帮助。

单靶点活性化合物结合法依据的是一条“1”+“1”=“2”的公式,即对一个靶点有效的化合物与对另一靶点有效的化合物相结合将创造出对两个靶点都有效的化合物。

但事实上,这一公式的正确性是值得怀疑的。

许多此类实验显示,结合物往往只对一个靶点有效,而对另一个靶点只是勉强有效,实际的公式变为了“1”+“1”=“1.5”。

另一方面,本文的研究表明,对两个靶点活性均很低的化合物在影响多个靶点时也可以成为一个很好的活性化合物,这样我们在进行结合实验时也不能排除“0.5”+“0.5”=“2”的可能性。

只是如此一来,即使我们只想寻找一个双靶点化合物,并且假设每个靶点的活性化合物都只有100个,我们也得进行多达10000次的结合实验以进行筛选,这样耗时的研究在目前显然是不可行的。

至于高通量筛选,它之所以可行是由于有人发现具有多靶点抑制作用的化合物通常都是小分子化合物,并且活性往往取决于重原子的结合能,这样需进行筛选的化合物也就可以限定在有限的范围之内。

即便如此,这样的筛选依然有如沙里淘金,花费巨大却效率低下,更何况这种方法仅能应用于多靶点抑制剂的筛选,因此用这项技术寻找多靶点药物依旧是困难重重。

【新的思路】
上述几种设计方法之所以很难取得成功,是因为他们在寻找多靶点药物的过程中忽视了一个重要的信息来源——靶蛋白的结构信息。

我们不难想象,药物要与一个靶点起作用,其结构必定与靶蛋白的结构有所联系。

凭借目前的研究手段,通过靶蛋白的结构信息来推测药物
的基本结构已不是什么难事,我们也可以方便地推测出多个靶点活性化合物的必需结构,只要这些结构有一定的共性,那么,这些共性结构与靶蛋白的结合排列方式就可以作为一项重要的筛选标准,候选化合物与靶蛋白的结合排列方式只有与共性结构一致,才有可能具有多靶点作用,这样一来,待研究的化合物便被限制在了一个很小的范围内,这无疑将大大降低筛选所需的时间。

基于这样的思路,本文的作者设计了这样一套多靶点抑制剂的研究策略,其基本步骤如下:
(1)通过各个靶蛋白的结构获得各个靶蛋白的药效基团模型
(2)若共有药效集团存在,通过比对多个靶蛋白的药效基团模型将其确定
(3)利用快速分子对接技术找出能与某一靶蛋白结合的分子,比较其与靶蛋白的结合排列是否和共有药效基团一致,如是,则将这一化合物归入候选库
(4)利用更为严格的分子对接确认化合物与其它靶蛋白的结合性,再次比较其与靶蛋白的结合排列是否和共有药效基团一致,如是,化合物则继续保留待选
(5)进行实际药理筛选实验验证化合物是否真有多靶点作用
本文的作者正是通过这一方法于茫茫化合物库中找到了能同时抑制LTA4H-h及hnps-PLA2两种与炎症反应有关的酶,从而高效抑制炎症反应的活性化合物。

下面,我将作者的研究整理为一份简要的实验报告,以便对整个设计方法有更清晰的认识。

分子对接技术与共有药效基团比对法联用寻找同时抑制LT
A4H-h及hnps-PLA2的化合物
【实验背景】:人体的炎症反应是由一个复杂的生物效应网络,其中的一些关键酶调控着致炎物质的合成与释放,是抗炎症药物研究的重要靶点。

LTA4H-h、hnps-PLA2即是这样两个关键的酶,前者可以将白介素A4羟化为致炎物质白介素B4,而后者则能破坏细胞膜磷脂层而释放致炎物质花生四烯酸。

因此能同时抑制这两种酶的化合物将很有希望成为高效的抗炎药物。

本实验将采用一种全新的策略,将分子对接技术与共有药效基团联用,从而高效经济地找到这些活性化合物。

【实验装置】
数据库:PDB数据库(生物大分子三维结构数据库)、MDL数据库
计算机软件:Pocket v.2(用来从靶蛋白结构推测药效基团)
Sybyl 6.91 (绘制靶蛋白结构的绘图软件)
Dock4.0(快速分子对接软件,用来进行初步筛选,判断与靶蛋白的结合性)
Pscore (作者实验室的自创程序,用来比较化合物与靶蛋白的结合排
列是否与共有药效基团一致)
Autodock 3.05 (更精确的分子对接软件,用来对初选出的化合物进行细
筛)
试剂与装置:筛选出的化合物以及进行实际酶抑制实验所需的一系列试剂、装置
【实验步骤】
1.在PDB数据库中查找出LTA4H-h及hnps-PLA2的三维结构,用Sybyl 6.91软件进行
绘制。

2.将两酶的结构输入软件Pocket v.2,分别预测出两酶的药效基团,并确定共有药效基团。

3.使用Dock
4.0软件对MDL数据库中的大量化合物进行快速分子对接,找出能与两酶
结合的化合物。

4.使用Pscore程序比较目标化合物与靶蛋白结合排列是否与共有药效基团一致,淘汰绝
大多数不一致的化合物
5.使用Autodock3.05软件对留下的化合物进行更精确的对接,验证化合物是否与两个
酶均有很好的结合性
6.对留下的化合物重复步骤4
7.订购最终筛选出的几个化合物,进行试剂的酶抑制活性实验
【实验数据】
1.两酶的药效基团及其共有药效基团模型(黄色球为金属结合位点,红色为氢键配对中心,
青色为疏水中心)
Hnps-PLA2药效基团模型
LTA4H-h药效基团模型
共有药效基团结构
【进一步讨论】
本文作者将分子对接技术与共有药效基团联用,成功的制定出一种发现多靶点抑制剂的策略,但是这种策略依然有其局限性。

首先,找出多个靶点的共有药效基团是提高药物筛选效率的关键。

但是,我们并不能保证多个靶点一定会有共有药效基团,这就使该策略在面临这种局面时陷入僵局。

其次,这一策略之所以得以实现,是因为研究表明多靶点抑制剂多位小分子物质,这就限定了筛选范围。

然而,目前尚无法说明多靶点激动剂有何特征,这样研究者就无限定筛选范围,该策略也就无法用来研究这些药物了。

【展望】
阅读完整篇论文后,我觉得共有药效基团这一概念在其它药物研究领域应该也能有
很好的应用。

例如,有相当多的药物副作用从本质上来讲都是药物的多靶点作用引起的,我们如果能知道药物作用的这些靶点,找到共有药效基团,再与药物比对靶蛋白的排列方式,究竟是药物的哪个部分引起副作用是不是就能水落石出了。

进一步,研究者就可以对这些结构加以改进,从而开发出副作用更小的药物。

多靶点共有药效基团的概念可能还有助于阐明中药的作用方式。

中药讲究的是辨证施治,与多靶点药物强调多靶点调控有异曲同工之妙,那么,中药的作用机制是不是能用多靶点理论加以解释?通过比对共有药效基团与中药活性成分的结构,我们也许能更方便的探索中药的奥秘。

【结语】
医药学的发展史表明,一种概念的提出往往会引领一代药物的发展。

例如,受体理论的提出引领出众多单靶点药物的发展,挽救了无数陷入绝境的生命。

目前疾病的多因素理论正日益被接受,可以肯定,多靶点药物发展的时代必将到来,到那时,相信到时很多目前的疑难杂症必然会成为小事一桩。

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