专题一《计算机辅助药物设计CADD专题》为基础专题，共计4天，采用“理论+实操”模式，详细讲授PDB 数据库使用、蛋白结构分析、同源建模、Autodock分子对接、虚拟筛选、蛋白-蛋白相互作用预测、构效关系分析、基于碎片药物设计等专业技术，另有专业实践案例一步步操作。

专题二《薛定谔专题》为进阶专题，共计2天，采用“理论+实操”模式，详细讲授使用薛定谔软件进行分子对接、虚拟筛选、药效团虚拟筛选、构效关系预测分子活性等专业技术，另有专业案例一步步实操。

专题三《Amber分子动力学技术与实践》共3天，运用Amber软件对知识进行由浅入深，层层递进系统讲解，配合案例解析边讲边练，能运用模拟软件针对每个技术点进行上机操作；学习后对学员提炼出的问题提供专业指导，进而满足学员的论文及科研需求；建立专属班级交流平台，学完后可以继续在班级群与老师同学交流问题，巩固学习内容。

（一）时间地点

专题：Amber分子动力学专题

2021年12月24日-12月26日 在线直播（授课3天）

基础专题：CADD专题培训

2022年01月08日-01月09日 在线直播（授课2天）

2022年01月15日-01月16日 在线直播（授课2天）

进阶专题：薛定谔专题培训

2022年01月22日-01月23日 在线直播（授课2天）

（二）专题大纲

系列课程（一）基础班：CADD专题线上课表

课程名称 课程内容
生物分子互作基础 1.生物分子互作用研究方法
1.1蛋白-小分子、蛋白-蛋白相互作用原理1.2 分子对接研究生物分子相互作用1.3 蛋白蛋白对接研究分子相互作用
蛋白数据库 1. PDB 数据库介绍
1.1 PDB蛋白数据库功能1.2 PDB蛋白数据可获取资源1.3 PDB蛋白数据库对药物研发的重要性2.PDB 数据库的使用2.1 靶点蛋白结构类型、数据解读及下载2.2 靶点蛋白结构序列下载2.3 靶点蛋白背景分析及相关数据资源获取途径2.4 批量下载蛋白晶体结构
蛋白结构分析 1. Pymol 软件介绍
1.1 软件安装及初始设置1.2 基本知识介绍（如氢键等）2.Pymol 软件使用2.1蛋白小分子相互作用图解2.2 蛋白蛋白相互作用图解2.3 蛋白及小分子表面图、静电势表示2.4蛋白及小分子结构叠加及比对2.5绘相互作用力2.6 Pymol动画制作3.实例讲解与练习：（1）尼洛替尼与靶点的相互作用，列出相互作用的氨基酸，并导出结合模式图（2）制作结合口袋表面图（3）Bcr/Abl靶点的PDB结构叠合（4）制作蛋白相互作用动画（5）针对ACE2和新冠病毒Spike的蛋白晶体复合物，制作蛋白--蛋白相互作用图。
同源建模 1. 同源建模原理介绍
1.1 同源建模的功能及使用场景1.2 同源建模的方法2. Swiss-Model 同源建模；2.1 同源蛋白的搜索（blast等方法）2.2 蛋白序列比对2.3 蛋白模板选择2.4 蛋白模型搭建2.5 模型评价（蛋白拉曼图）2.6 蛋白模型优化3.实例讲解与练习：用2019-nCoV spike蛋白序列建模，根据相应参数和方法评价模型
小分子构建 1. ChemDraw软件介绍
1.1小分子结构构建1.2 小分子理化性质（如分子量、clogP等）计算2.实例讲解与练习：分别构建大环、氨基酸、DNA、RNA等分子
小分子化合物库 1. 小分子数据库
1.1 DrugBank、ZINC、ChEMBL等数据库介绍及使用1.2 天然产物、中药成分数据库介绍及使用
生物分子互作用Ⅰ
Autodock 		1.分子对接基础
1.1分子对接原理及对接软件介绍2. 分子对接软件（Autodock) 使用2.1半柔性对接2.1.1 小分子配体优化准备2.1.2 蛋白受体优化及坐标文件准备2.1.3 蛋白受体格点计算2.1.4 半柔性对接计算2.2对接结果评价2.2.1 晶体结构构象进行对比2.2.2 能量角度评价对接结果2.2.3 聚类分析评价对接结果2.2.4 最优结合构象的选择2.2.5 已知活性化合物对接结果比较3.实例讲解与练习：针对1IEP完成半柔性对接、柔性对接
虚拟筛选 2.3柔性对接
2.3.1 小分子配体优化准备2.3.2 蛋白受体优化及坐标文件准备2.3.3 蛋白受体格点计算2.3.4 柔性对接计算2.3.5 柔性对接结果评价2.3.6 半柔性对接与柔性对接比较与选择3. 分子对接用于虚拟筛选（Autodock）3.1 虚拟筛选定义、流程构建及演示3.2 靶点蛋白选择3.3化合物库获取3.4虚拟筛选3.5 结果分析（打分值、能量及相互作用分析）3.实例讲解与练习：对1IEP晶体复合物完成虚拟筛选，并对结果进行分析
答疑 针对前两天学习问题的答疑
生物分子互作用II
ZDOCK 		1.预测蛋白-蛋白相互作用（ZDOCK）
1.1 受体和配体蛋白前期优化准备1.2 载入受体和配体分子1.3蛋白蛋白相互作用对接位点设定1.4蛋白蛋白对接结果分析与解读2. 实例讲解与练习：ZDOCK模拟2019-nCoV的spike蛋白6VXX和ACE2蛋白晶体结构的相互作用
构效关系分析 1. 3D-QSAR模型构建（Sybyl软件）
1.1 小分子构建1.2 创建小分子数据库1.3 小分子加电荷及能量优化1.4 分子活性构象确定及叠合1.5 创建3D-QSAR模型1.6 CoMFA和CoMSIA模型构建1.7 测试集验证模型1.8模型参数分析1.9模型等势图分析1.10 3D-QSAR模型指导药物设计2. 实例讲解与练习：搜集Imatinib或Bcr/Abl同靶点抑制剂小分子的类似物结构及其活性值，分别构建COMFA与COMSIA模型，并调整参数，获得最佳预测模型
基于碎片药物设计 1. 基于碎片药物设计
1.1基于碎片的药物设计与发现1.2 基于碎片化合物库构建1.2.1 骨架替换1.2.2 碎片连接1.2.3 碎片生长1.3 基于药效团的化合物库生成1.4 基于蛋白结合口袋的化合物库生成1.5 基于分子描述符的化合物库生成1.6 基于BREED规则的化合物库构建1.7 基于碎片的化合物库筛选2. 实例讲解与练习：利用碎片替换、碎片链接、碎片生长以及BREED对晶体复合物中的小配体进行碎片化合物的生成，并对结果进行分析
分子动力学模拟 1. 分子动力学模拟简介
1.1 分子动力学基本原理1.2 分子动力学模拟在药物设计中的作用
答疑 针对后两天学习问题的答疑

案例截图如下：

系列课程（二）进阶班：薛定谔专题课表

时间 课程内容 课程内容
第一天上午 蛋白-配体相互作用 1. 分子对接基础、原理及对接软件介绍
2. 分子对接软件（薛定谔) 使用2.1半柔性对接2.1.1 小分子配体优化准备2.1.2 蛋白受体优化及坐标文件准备2.1.3 蛋白受体格点计算2.1.4 半柔性对接计算2.2 对接结果评价2.2.1 晶体结构构象比较2.2.2 打分角度评价对接结果2.2.3 构象角度评价对接结果2.2.4 最优结合构象选择2.2.5 已知活性化合物对接结果比较实例讲解与练习：Bcr/Abl靶点抑制剂的分子对接
第一天下午 柔性对接及基于结构的虚拟筛选 2.3 诱导契合柔性对接
2.3.1 小分子配体优化准备2.3.2 蛋白受体优化及坐标文件准备2.3.3 蛋白受体格点计算2.3.4 柔性对接计算2.3.5 柔性对接结果评价2.3.6 半柔性对接与柔性对接比较与选择3. 基于结构的虚拟筛选（薛定谔）3.1 虚拟筛选定义、流程构建及演示3.2 靶点蛋白选择3.3 化合物库获取3.4 虚拟筛选3.5 结果分析（打分值、能量项分解及相互作用）4. 共价对接（薛定谔）4.1 蛋白结构准备4.2 小分子结构准备4.3 共价对接4.4 共价对接结果分析实例讲解与练习：1）Bcr/Abl靶点抑制剂的虚拟筛选2）EGFR靶点抑制剂共价对接
第二天上午 基于药效团虚拟筛选 5. 药效团构建虚拟筛选（薛定谔）及结果分析
5.1 配体和受体结构准备及优化5.2 基于多配体共同特征构建药效团5.3 基于蛋白-配体复合物构建药效团5.4 药效团的特征修饰5.5 药效团的富集分析5.6 基于药效团的虚拟筛选5.7 基于药效团虚拟筛选结果分析实例讲解与练习：基于药效团的Bcr/Abl抑制剂虚拟筛选
第二天下午 构效关系模型预测分子活性 6. 构效关系模型（3D-QSAR）构建及化合物活性分析
6.1 构效关系基本理论介绍6.2 分子数据集准备6.3 3D-QSAR模型构建6.4 3D-QSAR模型结果分析6.5 3D-QSAR模型预测新化合物活性实例讲解与练习：Bcr/Abl抑制剂3D-QSAR构建及分子活性预测

AMBER分子动力学专题大纲（第十三期）

第一天
时间 课时内容 主要知识点
AM
9:00~9:50 		一.
分子动力学入门理/论
教学目标：了解本方向内容、理论基础、研究意义。 		1
分子力学简介
1.1 分子力学的基本假设
1.2 分子力学的主要形式
2
分子力场
2.1 分子力场的简介
2.2 分子力场的原理
2.3 分子力场的分类及应用
AM
10:00~10:50 		二.
LINUX入门
教学目标：掌握数值计算平台，熟悉计算机语言，能够使用vim编辑器简单编辑文件。 		3
LINUX 简介
3.1 用户属组及权限
3.2 目录文件属性
3.3 LINUX基础命令
3.4 LINUX环境变量
3.5 Shell常用命令练习
AM
11:00~12:00
PM
14:00~14:50 		三.
AMBER简介及安装
教学目标：了解Amber软件历史发展，熟悉安装环境，支撑环境编译。 		4
AMBER简介和安装
4.1 GCC简介及安装
4.2 Open MPI简介及安装
4.3 AMBER安装运行
PM
15:00~15:50
PM
16:00~17:00 		四.
研究对象模型获取
教学目标：如何确立研究对象，熟悉蛋白数据库的使用，如何对研究对象建模。 		5
模型文件的预处理
5.1 模型来源简介
5.2 蛋白文件简介
第二天
时间 课时内容 主要知识点
AM
9:00~9:50 		五.
研究对象模型构建
教学目标：熟悉模型预处理流程,掌握输入文件的编写，能够独立完成体系动力学之前的准备工作。 		6
模型文件的预处理
6.1 蛋白预处理
6.2 小分子预处理
AM
10:00~10:50 		6.3 AMBER力场简介
6.4 拓扑文件、坐标文件简介
6.5 top、crd文件的生成
6.6 tleap模块的使用
案例实践：
HIV-1复合物的预处理
AM
11:00~12:00 		六. 分子动力学模拟
教学目标：分子动力学流程，AMBER软件动力学原则。 		7
能量优化、分子动力学模拟
7.1 能量优化意义以及方法
7.2 模拟温度调节意义及方法
7.3 溶剂模型分类及选择
7.4 动力学模拟输入文件的编写
7.5 运行分子动力学模拟
7.6 输出内容解读
案例实践：
HIV-1复合体系能量优化、分子动力学模拟
PM
14:00~14:50 		七. 结合自由能计算
教学目标：熟悉结合自由能计算的意义、MMPBSA方法以及流程。 		8
焓变计算
8.1 实验数据分析及检索
8.2 MM/PBSA结合自由能计算原理
8.3 GB模型讲解及分类
8.4 焓变输入文件的编写
8.5 焓变结果解读
PM
15:00~15:50 		9
熵变计算
9.1 Nmode计算熵变原理
9.2 熵变输入文件的编写
9.3 焓变结果解读
9.4 实验值与理论值对照分析
PM
16:00~17:00 		案例实践：
HIV-1与抑制剂之间结合自由能计算
第三天
时间 课时内容 主要知识点
AM
9:00~9:50 		八. 可视化软件
教学目标：熟悉可视化软件获取渠道、软件安装以及基本使用，采用可视化软件辅助科研工作。 		10
3D可视化分析
10.1 VMD安装和使用
10.2 Discovery Studio 安装和使用
10.3 Pymol 安装和使用
AM
10:00~10:50 		九. 基于分子动力学的轨迹特征获取
教学目标：从动力学模拟出的构象出发，洞悉构象转变，解释实验想象，预测实验结果 		11
构象分析
11.1 RMSD分析
11.2 B-Factory 分析
11.3 RMSF分析
AM
11:00~12:00 		11.4 RG分析
11.5 二级结构分析
11.6 VMD动画展示
11.7 距离角度测量
PM
14:00~14:50 		十. 基于能量的相互作用机理分析
教学目标：从能量角度出发，分析分子间、残基间、重要基团间相互作用机理，对实验提供理论指导 		12
能量分析
12.1 残基分解（相互作用分析）
12.2 丙氨酸扫描（寻找热点残基）
12.3 氢键网络（其它相互作用）
PM
15:00~15:50 		十一.
经典工作复现
教学目标：引导初学者了解本方向中经典工作，复现工作中重要分析手段，加深同学对本方向的理解。 		13
经典文献工作复现(请同学在课前自行下载仔细阅读)

13.1 Jianzhong Chen, Xingyu Wang,
Laixue Pang, John Z H Zhang, Tong Zhu. Nucleic Acids Res., 47(13): 26 Pages
6618–6631.
DOI: 10.1093/nar/gkz499
(1) MM/GBSA结合自由能计算
(2) 相关性分析
(3) 相互作用能的提取与讨论
(4) 氢键网络分析
(5) RMSF分析热点残基和活跃结构区域
(6) DCCP解析体系内部动力学特征
PM
16:00~17:00 		13.2 Fu, Tt., Tu, G., Ping, M. et
al. Subtype-selective mechanisms of negative allosteric modulators binding to
group I metabotropic glutamate receptors. Acta Pharmacol Sin (2020).
DOI:
10.1038/s41401-020-00541-z
(1)
分子对接技术
(2) MD模拟运动学
(3) NAMs与mGlu1和mGlu5结合的初始结合构象
(4) mGlu1-NAM配合物的相互作用及结合自由能分析
(5) NAM绑定mGlu1中的“热点”和“热点”残基分析
(6) mGlu5-NAM配合物的相互作用及结合自由能分析
(7) NAM–mGlu5共同识别机制分析
(8) 分子动力学模拟真实性检测
(9) mGlu1和mGlu5对NAMs的选择机制
(10)
mGlu1和mGlu5中非保守残基的不同性质决定了NAMs的结合模式
(11)
mGlu1和mGlu5中保守残基稳定NAMs结合模式的不同作用
(12) 双靶标抑制剂的结合机制

全文查看：计算机辅助药物设计系列专题---（半）柔性对接、靶点抑制剂的虚拟筛选、共价对接和分子活性预测等各个实用热门案例实操两个专题分别使用不同的专业软件工具讲授药物分子设计和基于结构、药效团的虚拟筛选专业技术，另有半柔性对接、柔性对接、靶点抑制剂的虚拟筛选、共价对接和分子活性预测等各个实用热门案例实操。https://mp.weixin.qq.com/s/3Zzpa_iSlKKaRrJKKyUWvg

愿您工作顺利，万事胜意！

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