第一章 分子结构的计算机处理 1
1.1 分子结构信息的表达 1
1.1.1 化合物的命名 1
1.1.2 碎片码、线形码、拓扑码 2
1.1.3 连接表 3
1.2 分子结构的输入 5
1.3 分子结构的几何优化 6
1.3.1 分子力学方法 6
1.3.2 量子力学方法 8
1.3.3 优化算法 10
1.4 构象分析 12
1.4.1 系统搜索方法 13
1.4.2 Monte Carlo方法 14
1.4.3 模拟退火算法 14
1.4.4 遗传算法 15
1.4.5 分子动力学方法 16
参考文献 18
第二章 分子的相互作用 21
2.1 范德华相互作用 22
2.2 静电相互作用 23
2.2.1 计算原子点电荷的方法 24
2.2.2 分子的静电势 27
2.3 氢键相互作用 27
2.4 疏水相互作用 29
2.4.1 疏水效应和疏水作用 29
2.4.2 分配系数 31
2.4.3 疏水场 33
2.5 分子相互作用场的开发 36
参考文献 36
第三章 分子结构信息数据库 39
3.1 结构数据库的三维信息来源 39
3.1.1 三维结构的实验来源 39
3.1.2 三维结构的计算来源 39
3.2 基于实验数据的结构数据库 40
3.2.1 蛋白质结构数据库PDB 40
3.2.2 有机小分子结构数据库CSD 41
3.2.3 无机晶体结构数据库ICSD 43
3.3 基于计算结果的结构数据库 43
3.4 中药成分结构及生物活性数据库 45
3.4.1 需求分析 45
3.4.2 结构信息的计算机化 46
3.4.3 中药英文信息的规范化 48
3.4.4 研究进展 51
3.5 小结 52
参考文献 52
第四章 遗传算法 54
4.1 遗传算法 54
4.1.1 遗传算法的表达式 54
4.1.2 遗传算法常用算子 56
4.1.3 遗传算法的其他参数及步骤 57
4.1.4 遗传算法的数学原理 59
4.2 经典遗传算法示例 61
4.2.1 初始试群体的产生 62
4.2.2 复制 62
4.2.3 杂交 63
4.2.4 变异 64
4.3 有指导性的遗传算法DGA 66
4.3.1 初始群体的产生 67
4.3.2 线杂交 69
4.3.3 面变异 71
4.3.4 线杂交和面变异的联合作用 74
4.3.5 排序 75
4.3.6 群体规模 76
4.3.7 停止判据 76
4.3.8 DGA的步骤 76
4.3.9 对DGA在优化中的测试 78
参考文献 78
第五章 定量结构活性关系研究 80
5.1 用于QSAR的生物活性数据 80
5.2 用于QSAR的分子结构参数 83
5.2.1 电性参数 83
5.2.2 体参数 84
5.2.3 疏水参数 85
5.3 典QSAR模型 86
5.3.1 Hansch模型 86
5.3.2 Free-Wilson模型 86
5.3.3 其他模型 87
5.3.4 QSAR模型的评价 87
5.4 CASAC软件 89
5.4.1 设计思想 89
5.4.2 结构框架模型 90
5.4.3 结构信息数值化子系统NumSF 92
5.4.4 数据分析及预测子系统AnaQS 93
5.4.5 研究实例 94
5.5 用遗传算法挑选变量 99
5.6 经典QSAR的成功实例 104
5.6.1 治偏头痛新药lomerizine 104
5.6.2 杀真菌农药metconazole和ipeonazole 105
5.6.3 治风湿性关节炎新药flobufen 107
5.7 场分析方法CoMFA 107
5.8 本征值方法EVA 114
5.9 偏最小二乘回归 116
5.10 小结 119
参考文献 120
第六章 结构匹配和数据库搜索技术 122
6.1 子结构匹配算法 122
6.1.1 回溯法 123
6.1.2 划分-松弛法 134
6.1.3 筛分法 134
6.1.4 其他方法 135
6.2 最大共同子结构查找算法 135
6.2.1 Brown算法 136
6.2.2 EMCSS算法 138
6.3 药效团识别 145
6.4 三维结构数据库搜索技术——3DFS系统 148
6.4.1 提问结构定义 150
6.4.2 搜索算法 157
6.4.3 搜索例子 160
6.5 小结 163
参考文献 163
第七章 受体模型 165
7.1 受体模型概述 165
7.2 基于形状的受体模型 166
7.2.1 建模思想 166
7.2.2 建模步骤 166
7.2 3 应用实例 167
7.3 基于虚拟原子的受体模型 167
7.3.1 建模思想 167
7.3.2 方法原理 170
7.3.3 应用实例 175
7.4 基于虚拟点表面的受体模型 176
7.4.1 概述 176
7.4.2 虚拟受体表面的产生 177
7.4.3 表面性质的计算 180
7.4.4 配体分子与受体表面模型的相互作用 182
7.4.5 配体分子内能量的计算 185
7.4.6 应用实例 186
7.5 小结 193
参考文献 193
第八章 药物与受体的对接技术 195
8.1 基于受体结构的药物设计 195
8.2 已知配体对接 198
8.2.1 已知结合位点的实时图形对接 198
8.2.2 自动对接 199
8.3 全新配体对接 205
参考文献 208
第九章 模拟肽学 210
9.1 模拟肽学概述 210
9.1.1 生物活性肽作为药物的局限性 210
9.1.2 模拟肽学中的两类方法 211
9.2 以肽主链为基础的模拟肽学 211
9.2.1 环化技术 211
9.2.2 约束单元 215
9.2.3 环连接部件 216
9.3 约束氨基酸 219
9.3.1 α-甲基化氨基酸 219
9.3.2 α,α′-二烷基甘氨酸和α-氨基环烷羧酸 222
9.3.3 Nα-Cα环化氨基酸 224
9.3.4 Nα-甲基化氨基酸 226
9.3.5 β-和γ-氨基环烷羧酸 227
9.3.6 α，β-不饱和氨基酸 227
9.3.7 β，β-二甲基和β-甲基氨基酸 228
9.3.8 β-置换-2,3-亚甲基氨基酸 228
9.3.9 N-Cδ和Cα-Cδ环化芳香氨基酸 229
9.3.10 置换脯氨酸 229
9.3.1 1 D-氨基酸 230
9.4 肽的二级结构的分子模拟 230
9.4.1 β-转折 231
9.4.2 γ-转折 231
9.5 非肽配体的设计 231
9.6 小结 233
参考文献 234