新药研发网格中药物分子的对接方法

建立药物分子优化的粗略和精细对接模型,通过最小化分子间的相互作用得到最优的药物分子取向和构型.粗略对接只考虑配体的柔性信息,将配体小分子的运动处理为平移、转动和柔性键旋转3部分,而受体为刚性;精细对接则是在粗略对接模型中引入残基基团的概念,将蛋白质受体划分成若干个残基基团,通过这些残基基团的运动近似表征整个蛋白质的柔性.一个自适应的遗传算法被用于求解上述优化模型,该算法采用多种群遗传策略、信息熵控制的空间减缩搜索技术以及拟精确罚函数方法,能够快速而稳定地逼近最优解.将基于上述模型的粗略对接程序AGAsDock和精细对接程序FlexGAsDock用于新药研发网格,测试结果表明:这些程序能够有效地用于药物分子设计,并具有较高的网格计算效率.     

一种考虑蛋白质柔性的分子对接方法

分子对接是计算机辅助药物分子优化设计中的一种重要方法,为此建立了基于诱导契合的分子对接优化模型.模型中引入残基基团的概念,将蛋白质划分成若干个残基基团,通过这些残基基团的运动近似表征整个蛋白质的运动情况,并将配体小分子的运动处理为平移、转动和柔性键旋转三部分分量.设计了一个将k-均值聚类和遗传算法相结合的快速迭代格式,并采用多种群遗传策略和信息熵控制的空间减缩搜索技术加速了分子对接设计中的遗传演化进程.在此基础上,开发了一种考虑蛋白质柔性的对接程序FkxGAsDock.数值试验表明,该程序较好地平衡了效率与精度之间的关系,取得了满意的对接结果.     

多巴胺D3R蛋白同源模建及其应用

以分辨率为2.2的牛视紫红质蛋白的晶体结构为模板,采用同源模建方法,建立D3R模蛋白。对接D3R模蛋白与刺桐属配体分子,在对接的D3R蛋白的结合腔中选定一个以药物分子为质心,以半径为6的空间范围,计算此空间范围内的所有氨基酸残基与配体分子的作用能量,即残基/配体的结合能或排斥能,据此得到配体分子与受体蛋白的活性结合位点。     

新烟碱型乙酰胆碱受体吡啶基醚类配体的3维定量构效关系

采用比较分子力场分析方法，对一系列与烟碱型乙酰胆碱受体作用的吡啶基醚类配体进行构效关系分析，建立了这类化合物的3维构效模型．其交叉验证回归系数Rcv^2、非交叉验证回归系数Rncv^2和标准偏差s分别为0．744，0．973和0．256．结论说明该系列化合物的分子立体场和静电场的分布与生物活性之间有良好的相关性．该模型对训练集分子的活性预测结果较好，表明该力场模型有一定的预测能力，可用来指导设计新的烟碱型乙酰胆碱受体配体．     

用推广的模拟退火算法研究HIV—1蛋白酶与苯甲醚配体的刚性对接

推广的模拟退火算法是一种普遍的全局极小化方法,在目标函数自变量数目不很大时,计算效率较高,首先将该算法应用于假想分子模型间的刚性对接,然后将算法应用于HIV－1蛋白酶与苯甲醚配体的刚性对接。结果表明,该算法可以较高的效率查找到分子对接的最佳能量构型,对实际分子的计算结果与晶体结构非常接近,偏差为0．03nmRMSD。     

一个基于量子群的分子对接药物设计算法

量子群作为经典李群、李代数的基本对称概念的推广,有着丰富的代数、几何及物理性质.本文基于量子群的基本理论,结合药物分子设计中的分子对接问题,在李群机器学习的基础上提出了一个基于量子群的分子对接药物设计方法,从而进一步丰富了李群机器学习理论.本文首先建立了基于量子群的分子对接模型,并设计了基于量子群生成元的分子匹配算法,运用此算法对小分子数据库中的分子进行对接,并将试验结果与Autodock4.0、分子动力学算法的对接时间和精度进行比较和分析.实例测试表明了量子群的理论与药物分子对接相结合的合理性及有效性.     

药物分子对接网格研究与进展

药物分子对接所涉及的搜索空间非常巨大,需要耗费大量的时间,并且对计算环境也有较高的要求．将网格技术应用于药物分子对接中,能有效解决上述问题．通过应用改进的遗传算法多种群竞争机制的对接演化模型GADock,以信息熵控制设计空间的收缩,增强了进化的有效性,显著地提高了对接效率、利用网格数据传输和网格任务调度等网格技术对分子对接过程进行了优化,有效利用了网格节点资源,并降低了药物分子的对接时间．实例测试表明了药物分子对接与网格技术相结合的合理性及有效性．     

N-(3-苯丙基)哌嗪类σ1受体配体的3D-QSAR研究

采用比较分子力场(CoMFA)分析法和比较分子相似性指数(CoMSIA)分析法,对34个N-(3-苯丙基)哌嗪类σ1受体配体进行三维定量构效关系(3D-QSAR)研究,建立了具有较强预测能力的 3D-QSAR 模型.并利用Gaussian 03程序,采用B3LYP/6-31G(d)方法,探索了化合物分子的前线轨道与分子结构的关系.新设计的化合物的体外受体结合分析结果与该模型预测的数据一致,此结果为进一步研究σ1受体-配体的相互作用模型以及设计高亲和力的哌嗪类σ1受体配体提供了参考.     

烟曲霉羊毛甾醇14α-去甲基化酶的三维同源结构建模及其分子对接研究

探究烟曲霉羊毛甾醇14α-去甲基化酶活性位点的结构特征.首次采用同源建模的方法构建了烟曲霉羊毛甾醇14α-去甲基化酶的三维结构,并通过Ramachandran和Profile-3D图验证了模型的可靠性.然后,利用已知的共结晶配体结构,准确定位了14α-去甲基化酶的活性位点,让伏立康唑与靶点进行对接.通过柔性分子对接方法首次阐明了14α-去甲基化酶抑制剂与靶酶活性位点的相互作用模式,明确了14α-去甲基化酶与该类抑制剂结合时起重要作用的氨基酸残基.本研究为基于烟曲霉14α-去甲基化酶三维结构的药物靶点设计提供重要的参考信息,同时也为抗真菌药的发展奠定坚实的理论基础.     

基于等值面的分子溶剂可及表面快速生成算法

分子表面的描述在蛋白-蛋白、蛋白-配体相互作用分析中起着关键的作用。为此,本研究设计了基于等值面原理的分子溶剂可及表面生成程序并进行了性能测试。该程序采用一维递归快速高斯滤波计算方法,在三维离散空间中快速构造等值面,利用等值面提取技术(Marching Cubes)获取以三角面片表示的分子溶剂可及表面,并使用中心差分法计算三角面片的法向量,从而获得更好的显示效果。实际测试结果表明,该算法计算速度较快,准确性良好,可为基于结构的靶标识别方法提供有效药物靶标的分子表面表征。目前该程序已经被整合入国产大型药物设计图形软件包D~3 Pharma中。