前言 计算机辅助药物设计是近年来发展起来的研究与开发新药的一种崭新技术。它以数学 药物化学、生物化学、分子生物学、分子药理学、结构化学、结构生物学、细胞生物学等学 科为基础,以量子化学、分子力学和分子动力学等为理论依据,借助计算机数值计算和逻辑 判断、数据库、图形学、人工智能等处理技术,进行合理的药物设计。 药物的发现,在早期根本谈不上主动的设计,主要是偶然的发现。主要途径是从民间广 泛应用的具有药效的动、植物中提取纯的有效成分,确定其化学结构,合成出化学品或生物 铜品供药用。另一遼径是对天然化合物和人工合成化合物(天然化学库和人工化学库)进行 广泛的婶选,但仍是随意性的。随着药物化学的发展,人们能够对药物进行定量的结构活 性关系的研究,以此推断药物的作用机理和作用方式,预测某一化合物的生物活性,设计新 药物;还能对先导化合物结构进行优化,并对药物结构加以改造和修饰,以改变原有药物 的药效学和药动学性质,或利用原有药物的毒副作用,或利用活性代谢物,或提高药效、减 少副作用,以得到选择性更高、安全性更好、活性更大的新药物。 随着生命科学研究的突飞猛进,人类对生命体复杂的生理和病理有了较深入的了解,对 药物作用的机理、靶点的结构和功能、药物与靶点作用的方式以及产生生理活性的机理有了 定程度的本质上的认识,从而进入了基于结构和基于机理的药物设计,即合理药物设计这 新阶段。合理药物设计实际上是多学科的交叉、渗透、有机结合和综合运用,其基础包括 數学、物狸学、化学、生命科学等基础学科以及理化测试技术。合理药物设计与计算机科学 的协作,形成了计算机辅助药物设计。计算机辅助药物设计的出现,大大加快了新药设计的 速度,节省了创制新药工作的人力和物力,使药物学家能够以理论作指导,有目的地开发新 药。国外已用此技术成功地开发出了一些新药。我国在这方面的研究虽然刚起步,但巳取得 了较大的进展。预期在将来计算机辅助药物设计会成为帮助科学家设计新药的最佳方法。 介绍计算机辅助药物设计是一个相当大的论题,涉及到结构化学、药物化学、分子药理 学、生物化学、结构生物学、分子生物学、化学生物学、细胞生物学、生理学、病理学、生 物物理学、组合化学、量子化学、分子力学、分子动力学、分子图形学、计算化学、化学信 息学、生物信息学、X射线晶体学、核磁共振技术、计算机图形技术、数据库技术和人工智 能技术等基础学科和应用学科与技术。本书欲向对计算机辅助药物设计感兴趣的读者介绍必 要的基础知识,提供各学科的“接口”,增强各学科之间的交叉渗透,并为理论研究在药物 设计中的实际应用开启“窗口”,使读者了解应用研茺的发展与前沿。 为了适应不同学科、不同层次的读者需要,本书将介绍计算机辅助药物设计的入门知 识,包括药物作用的基本理论,药物设计的基本概念与方法,计算机辅助药物设计的数据库 系统、理论计算基础、相关测定技术以及对软硬件的要求等。重点讲解计算机辅助药物设计 的意义、作用和基本研究方法,选用一些典型的实例,并介绍最新的国内外研究成果,反映 学科发展。 作者在编写中力求章节安排合理,层次分明,内容准确,并赋予本书以下特色 1.涉及学科面广,有利于读者知识面的拓宽,也有利于培养其综合多种学科知识、解