第一天

时间

课时内容

主要知识点

第一天

上午

• 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. 分子力学的基本假设
   2. 分子力学的主要形式
2. 分子力场
   1. 分子力场的简介
   2. 分子力场的原理
   3. 分子力场的分类及应用

1. 分子动力学
   1. 分子动力学流程
   2. AMBER中的分子动力学模拟

1. 结合自由能计算
   1. 结合自由能计算方法简介
   2. MM/PBSA结合自由能计算原理

第一天

下午

• LINUX入门

教学目标：掌握数值计算平台，熟悉计算机语言。

1. LINUX 简介
   1. 用户属组及权限
   2. 目录文件属性
   3. LINUX基础命令
   4. LINUX环境变量
   5. shell常用命令练习

• 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。

1. AMBER简介和安装
   1. GCC简介及安装
   2. Open MPI简介及安装
   3. AMBER安装运行

第二天

时间

课时内容

主要知识点

第二天

上午

• 研究对象模型构建

教学目标：如何确立研究对象，如何对研究对象建模，熟悉模型预处理流程,掌握输入文件的编写。

1. 模型文件的预处理
   1. 模型来源简介
   2. 蛋白文件简介
   3. 蛋白预处理
   4. 小分子预处理

1. AMBER力场简介
2. 拓扑文件、坐标文件简介
3. top、crd文件的生成
4. tleap模块的使用

案例实践：HIV-1复合物的预处理

• 分子动力学模拟

教学目标：分子动力学流程，AMBER动力学原则。

1. 能量优化、分子动力学模拟
   1. 能量优化意义以及方法
   2. 模拟温度调节意义及方法
   3. 溶剂模型分类及选择
   4. 动力学模拟输入文件的编写
   5. 运行分子动力学模拟
   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

第二天

下午

• 结合自由能计算

教学目标：熟悉结合自由能计算的意义、MM/PBSA方法及流程。

1. 焓变计算
   1. 实验数据分析及检索
   2. MM/PBSA方法回顾
   3. PB模型原理讲解
   4. GB模型讲解及分类
   5. 焓变输入文件的编写
   6. 焓变结果解读

1. 熵变计算
   1. Nmode计算熵变原理
   2. 熵变输入文件的编写
   3. 焓变结果解读
   4. 实验值与理论值对照分析

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

第三天

上午

• 可视化软件

教学目标：采用可视化软件辅助科研工作。

1. 3D可视化分析
   1. VMD安装和使用
   2. Discovery Studio安装使用
   3. Pymol 安装和使用

• 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，解释实验现象，预测实验结果

1. 构象分析
   1. RMSD分析
   2. B-Factory 分析
   3. RMSF分析

1. RG分析
2. 二级结构分析
3. VMD动画展示
4. 距离角度测量

第三天

下午

• 基于能量的相互作用机理分析

教学目标：从能量角度分析分子间、残基间、重要基团间相互作用机理，对实验提供理论指导

1. 能量分析
   1. 残基分解（相互作用分析）
   2. 丙氨酸扫描（寻找热点残基）
   3. 氢键网络（其它相互作用）

• 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，加深对本方向的理解。

1. 经典文献工作复现

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域
6. DCCP解析体系内部动力学特征

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
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