了得網醫學_計算機輔助藥物設計

內容簡介

計算機輔助藥物設計（computer aided drug design）是以生物信息學和計算機化學為基礎，借助於各種組學技術確定靶標、通路、網絡等生物信息，通過復雜相關關繫的確認，虛擬篩選、分子模擬技術、人工智能以及深度學習等技術，計算和預算藥物與受體生物大分子之間的關繫，設計和優化先導化合物的方法。計算機輔助藥物設計的方法始於1980年代早期。當今，隨著基因組、蛋白組、代謝組等計劃的迅猛發展，在計算機技術推動下，計算機藥物輔助設計在近幾年取得了巨大的進展。

《計算機輔助藥物設計》由魏鼕青等人編著，共十一章。從生物信息學，統計力學和分子模擬基礎入手，介紹了計算機輔助藥物設計的基本方法，同時兼顧了本領域的*進展，特別是個性化藥物，精準醫學，多靶標藥物篩選，基於中藥有效成分數據庫的藥物發現等，並列舉了大量藥物設計的實例。

作者簡介

魏鼕青
上海交通大學教授，微生物代謝國家重點實驗室生物信息課題組負責人。Springer SCI期刊Interdisciplinary Sciences – Computational Life Sciences主編，J. Mol. Graph and Modeling和Molecular Simulation等10家雜志編委。發表SCI文章250多篇，主編專著11部，SCI引用超過 5000次，H因子45。獲得橫山亮次（Yokoyama Ryōji）獎，五屆焦善慶MMPH 研究獎。在交叉科學的多個領域做出了突出的貢獻。
早期主要學術成就是首次從理論上證明了鐵電液晶的存在。近期工作主要集中在結構生物信息研究，利用同源建模的方法預測出了多個蛋白質的3D結構，豐富並完善了由序列到結構的結構生物信息學方法。繫統開展了重要膜蛋白（Alpha7和PLN等）、DNA-蛋白體繫（Sox2-Oct1-Hoxb1），以及重要工業用酶（脂肪酶T1 lipase）的分子動力學模擬研究，提出了DNA轉錄的Tethered-Hopping模型，和藥物小分子調控離子通道以及脂肪酶高溫活性的分子機制。發現了花椒有效成分WGX-50對人類老年痴獃受體α7有抑制作用，經過大量的實驗證明有可能成為先導化合物。對CYP450酶進行了繫列研究，從不同人的基因多態性出發，研究酶對藥物代謝動力學的規律，對個性化用藥和藥物設計進行了初步探索。

魏鼕青

上海交通大學教授，微生物代謝國家重點實驗室生物信息課題組負責人。Springer SCI期刊Interdisciplinary Sciences – Computational Life Sciences主編，J. Mol. Graph and Modeling和Molecular Simulation等10家雜志編委。發表SCI文章250多篇，主編專著11部，SCI引用超過 5000次，H因子45。獲得橫山亮次（Yokoyama Ryōji）獎，五屆焦善慶MMPH 研究獎。在交叉科學的多個領域做出了突出的貢獻。

早期主要學術成就是首次從理論上證明了鐵電液晶的存在。近期工作主要集中在結構生物信息研究，利用同源建模的方法預測出了多個蛋白質的3D結構，豐富並完善了由序列到結構的結構生物信息學方法。繫統開展了重要膜蛋白（Alpha7和PLN等）、DNA-蛋白體繫（Sox2-Oct1-Hoxb1），以及重要工業用酶（脂肪酶T1 lipase）的分子動力學模擬研究，提出了DNA轉錄的Tethered-Hopping模型，和藥物小分子調控離子通道以及脂肪酶高溫活性的分子機制。發現了花椒有效成分WGX-50對人類老年痴獃受體α7有抑制作用，經過大量的實驗證明有可能成為先導化合物。對CYP450酶進行了繫列研究，從不同人的基因多態性出發，研究酶對藥物代謝動力學的規律，對個性化用藥和藥物設計進行了初步探索。

第1章  分子模擬的數學基礎
  1.1 級數
  1.2 積分的概念和方法
第2章  分子模擬的生物信息學基礎
  2.1 序列比對
  2.2 序列分析
  2.3 蛋白質結構預測
  2.4 基因芯片技術
  2.5 各種數據庫和網絡資源
  參考文獻
第3章  分子模擬的物理和化學基礎
  3.1 原子間與分子問作用力
  3.2 分子力場
  3.3 幾種常見的分子力場
  3.4 多體問題和有效成對勢能
  3.5 溶劑介電質模型
  3.6 量子化學計算的基本原理
  3.7 密度泛函理論
  參考文獻
第4章  分子模擬基本算法
  4.1 統計力學基礎
  4.2 MonteCarlo模擬
  4.3 分子模擬
  4.4 從頭算分子動力學簡介
  4.5 QM/MM簡介
  4.6 能量優化算法與過渡態求解
  參考文獻
第5章  蛋白質結構預測
  5.1 同源模建
  5.2 反相折疊方法
  5.3 從頭折疊法
  5.4 常用的網站
  5.5 常用軟件
  參考文獻
第6章  藥物設計的統計方法
  6.1 早期的探索
  6.2 二維定量構效關繫
  6.3 三維定量構效關繫
  6.4 更高維定量構效關繫
  6.5 數據統計分析方法
  參考文獻
第7章  藥物設計的信息繫統
  7.1 化學信息繫統
  7.2 組合化學信息管理繫統
  7.3 生物信息數據庫和軟件
  7.4 數據庫搜索技術
  參考文獻
第8章  藥物代謝與精準醫學
  8.1 細胞色素P450 酶簡介
  8.2 細胞色素P450 酶在生物信息學、功能基因組學及代謝組學中的研究
  8.3 單核苷酸多態性與精準醫學
  8.4 人類細胞色素P450 酶中單核苷酸多態性的精準預測
  8.5 單核苷酸多態性對細胞色素P450 酶活性的影響
  參考文獻
第9章  藥物組合與多靶標藥物設計
  9.1 化學相似性繫綜法預測蛋白一配體相互關繫
  9.2 基於化學傾向性的蛋白一配體關繫預測
  9.3 基於藥物作用網絡和信號通路的藥物對組合研究
  參考文獻
第10章  計算機輔助藥物設計應用實例
  10.1 抗SARS的藥物設計
  10.2 HIV蛋白酶抑制劑的篩選
  10.3 流感病毒神經氨酸酶抑制劑的研究
  10.4 定量構效關繫與嗯唑烷酮抗菌藥物的設計
  參考文獻
第11章  花椒素的發現及其藥理藥效
  11.1 阿爾茨海默病與煙堿乙酰膽堿受體
  11.2 花椒素的發現和結構改造
  11.3 花椒素抗老年痴獃的研究
  11.4 花椒素的安全性
  11.5 花椒素對皮膚的抗衰老作用
  11.6 小結
附錄18 個小分子的結構
參考文獻
索引
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