药物设计学中的算法问题

2017年11月15日

报告题目:药物设计学中的算法问题

报告人:徐 峻  教授,中山大学 药学院

时间:11月24日(周五)10:00-11:30

地点:卢嘉锡楼215报告厅

摘要:

    药物设计学(Drug Design Methodology)探讨药物分子设计的理论与技术。它的基本问题是:(1)药物分子由哪些部件/片段组成?(2)药物分子如何从片段组装而成?(3)如何评价一个分子是否具备成药性?

    与上述基本问题相关的药物设计技术/算法主要有:(1)药物分子的解构算法;(2)药物分子的组装算法;(3)虚拟筛选算法。

    本次演讲探讨与这三类算法相关的核心问题和应用问题:(1)小分子识别问题,如同构图:结构检索、结构编码、同态图、等价图(生物电子等排体)、感知图(立体化学、化学反应表达、化学合成设计)、超图(Markush/通式结构检索、专利检索引擎)、模糊图(蛋白质核磁共振波谱解析问题)、相似图(结构与活性关系)、簇图(分子多样性分析)、生成图(二维结构图、三维结构图/构象)、叠合图(重合图、互补图);(2)大分子识别问题,如一级结构(序列相似比对)、二级结构:构型预测(基于知识规则)、三级结构(构象预测/从头计算/同源模建)、四级结构(结构域、热稳定性)、结构叠合(几何叠合、活性区叠合)、结构互补(配体-受体柔性对接)、聚合结构(二聚体、多聚体与功能、活性位点预测)等问题;(3)受体-配体相互识别/作用问题,如抑制作用(配体抑制、配体协同)、激动作用(配体直接改变活性位点)、变构作用(配体间接改变活性位点)、刚性对接(受体刚性-配体柔性)、柔性对接(受体柔性-配体柔性)、形状互补(只考虑几何互补)、药效团互补(考虑几何、电性、亲脂性互补)、膜蛋白特殊性(GPCR、离子通道等蛋白)、环境效应(金属离子、水分子网络、多重配体);(4)系统问题,如基因标注、功能预测、蛋白组簇分析、生物功能预测、信号转导网络构建与分析、代谢途径网络分析、细胞模拟(简化模型、分子模型)、催化反应过渡态分析(量子化学计算问题)、虚拟筛选(先导化合物发现)、配体寻靶(靶标发现与评估、配体钓靶)。

    最后,将概述药物设计学中的算法研究新进展。