基于分子对接的药物设计研究文献综述

 2022-12-25 03:12

开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)

一、选题的背景及意义

分子对接方法(Molecular Docking Method)起源于E.Fisher于1984年提出并最早应用与解释受体与配体作用的“锁钥模型”,所谓分子对接,是指从已知结构的受体(靶蛋白或活性位点)和配体出发,通过化学计量学方法模拟分子的几何结构和分子间作用力,不断的优化受体化合物的结合位置、构象、分子内部可旋转的键角、受体的氨基酸残基和它的骨架,进而寻找出受体小分子化合物与靶标大分子的相互作用的最佳构象,并且预测出他们的结合模式、亲和力以及通过打分函数来挑选出优质受体,并预测受体-配体复合物的结构。

分子对接作为直接药物设计方法在计算机辅助药物设计方法中应用较成熟,是寻找新药的有效途径之一,也是进行大规模数据库筛选的理想方法,已经成为一种与高通量筛选互补的实用化工具,进入到创新药物研究的工作流程中,加快了药物开发周期,具有快速、准确度高等优点。

随着计算化学理论与方法的不断发展和提高,生命科学研究进程也取得众多成绩。计算机技术的发展使得商业小分子数据库也在不断更新,这为计算机辅助药物设计提供了十分有用的结构信息,继而推动了以受体结构为基础的分子对接方法的迅速发展,而由于使用组合化学文库和高通量筛选(HTS),活性化学实体和实验研究数据的数量急剧增加,这些数据的人为处理难度极大,我们急需一种可视化数据平台对这些数据进行处理分析。

二、国内外本学科领域的发展现状

计算机辅助药物设计(computer-aided drug design,CADD)是利用计算机化学基本原理,通过模拟药物与受体生物大分子的相互作用或通过分析已知药物结构与活性内在关系,合理设计新型结构先导化合物的药物设计方法。近年来,随着理论计算方法和分子图形学的飞速发展,CADD技术日益成为现代药物研究不可缺少的强大工具。

基于结构的药物设计(structure-based drug design,SBDD)是计算机辅助药物设计的重要分支。分子对接是基于结构的药物设计中最常用的方法之一,借助这项技术,可以在药物开发的早期阶段筛选分子数量的生物活性。

分子对接(Molecular Docking)是应用基于计算机的模型进行预测,将小分子配体放置于受体的活性位点处,按照几何互补、能量互补和化学环境互补等原则来寻找配体与受体的最佳匹配模式。

众所周知,药物开发过程漫长而昂贵,新化学实体(NCE)的流失率非常高,特别是在药物开发过程的后期阶段(临床试验的各个阶段),为了节省药物发现和开发过程的时间和金钱,分子对接研究被广泛用于预测设计分子对受体的优选取向,使其彼此结合形成稳定的复合物。

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