计算机辅助药物设计实验的探索与心得.doc

计算机辅助药物设计实验的探索与心得 摘 要 计算机辅助药物设计是一门较新兴的学科，是药物科学领域的前沿学科。我们大学生创新实验小组的研究主要围绕计算机辅助药物设计，通过药物分子对接、药效团模型、3D-QSAR以及高通量虚拟筛选等技术来研究大创课题――靶向ERR 的计算机辅助抗II型糖尿病药物设计研究。全文主要讲述实验研究内容、研究过程和实验中的收获与心得。 关键词 计算机辅助药物设计 大学生 创新实验 探索 中图分类号：G424 文献标识码：A Exploration and Experience on Computer-aided Drug Design Experiment WANG Sijie， LI Xiaopeng， HAO Chenye， LIU Guixia， LI Weihua， TANG Yun (School of Pharmacy， East China University of Science and Technology， Shanghai 200237， China) Abstract Computer-aided drug design is a relatively new discipline， as well as a frontier subject in the field of medical science. The research group mainly focuses on the computer-aided drug design. Through the molecular docking， pharmacophore model， 3D-QSAR and high-throughput virtual screening technology， we tried to do some study on the drug design targeting ERR alpha for the treatment of type 2 diabetes. In the present paper， the research contents and the process， as well as the gain and thoughts from the experiment were described in detail. Key words computer-aided drug design； undergraduate； innovative experiment； exploration 0 引言 药物化学家们一直使用着药物设计思想，他们在对先导化合物进行优化时所使用的生物电子等排原理、前药原理以及拼合原理等，就是传统的、定性的、经验型的设计思想。这些方法不需要对靶标结构有深入的了解，具有较强的实用性，但较难突破原来化合物的框架，因此主要用于先导化合物优化。随着计算机科学技术的发展，计算机在药物发现中的应用越来越广，逐渐出现了计算机辅助药物设计思想，即以计算机为工具，根据已掌握的靶标结构知识和/或已知活性化合物的知识，对药物-靶标相互作用机理进行归纳、分析和预测，从而指导下一步药物分子的合成。通过计算机辅助设计和筛选，一方面可以加速先导化合物的发现和优化，从而缩短药物研究与开发的周期；另一方面还可以降低开发的成本，减少人力、物力和财力的浪费。短短四十几年来，计算机辅助药物设计在药物从概念到上市的过程中起着越来越关键的作用，已形成一门新兴交叉学科。因此，在药学本科专业介绍计算机辅助药物设计知识，让学生了解相关学科的内容，已是学科发展的必然要求。 1 实验基地 药物设计实验是一种特殊的实验，需要在计算机房、并有一定的软硬件设施才能进行。学院2005年8月开始筹建实验室，通过教育部修购基金、校新专业建设费用及课题组的科研经费，购置了联想万全T280服务器一台及联想PC机10台(现已扩充到18台)，构成服务器-终端集群系统，同时购买了Schr dinger分子模拟与设计软件一套，到2006年6月初步建成了本科药物设计实验室。 2 实验平台成果与荣誉 目前药物设计实验室已正常运转八年，取得了较好的教学效果。2008年，“本科药物设计实验课程建设” 获得华东理工大学教学成果三等奖。 “药物设计实验”课程从2006开始先后在药学04-11级进行教学。每年的教学方式和技巧都会基于前一年教学经验总结的基础上加以改进。学生们学习兴致很高，实验课上仔细操作，并认真完成实验报告。很多学生反馈上了实验课以后对药物设计的理论知识才有了深入的理解，明白了一些课堂上没弄明白的问题；还有一些学生通过做药物设计实验，对这个领域产生了非常浓厚的兴趣，希望我们能再多增加几个药物设计实验，并希望以后有