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計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)導(dǎo)論-第二版

計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)導(dǎo)論-第二版

出版社：化學(xué)工業(yè)出版社出版時(shí)間：2017-09-01
開(kāi)本： 32開(kāi) 頁(yè)數(shù)： 272
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計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)導(dǎo)論-第二版 版權(quán)信息

計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)導(dǎo)論-第二版 本書(shū)特色

為了適應(yīng)不同學(xué)科、不同層次的讀者需要，本書(shū)深入淺出地介紹了計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)的入門(mén)知識(shí)，包括藥物作用的基本理論、藥物設(shè)計(jì)的基本概念與方法、計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)的化學(xué)信息學(xué)和生物信息學(xué)系統(tǒng)、理論計(jì)算基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)的主要策略方法和技術(shù)，重點(diǎn)講解計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)的意義、作用和基本研究方法，選用一些典型的成功案例，并介紹*的國(guó)內(nèi)外研究成果，反映學(xué)科發(fā)展。同時(shí)介紹了一些常用軟件，提供化學(xué)和生物信息學(xué)資源，使本書(shū)兼具理論性和實(shí)用性。各章列出了參考文獻(xiàn)和選讀文獻(xiàn)，供讀者深入鉆研之需。書(shū)末附有專(zhuān)業(yè)名詞、軟件名和藥物名索引，便于讀者參考學(xué)習(xí)。本書(shū)可作為綜合性大學(xué)和醫(yī)藥院校本科生與研究生的教學(xué)用書(shū)，也可供有關(guān)科研人員參考。

計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)導(dǎo)論-第二版 內(nèi)容簡(jiǎn)介

為了適應(yīng)不同學(xué)科、不同層次的讀者需要，本書(shū)深入淺出地介紹了計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)的入門(mén)知識(shí)，包括藥物作用的基本理論、藥物設(shè)計(jì)的基本概念與方法、計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)的化學(xué)信息學(xué)和生物信息學(xué)系統(tǒng)、理論計(jì)算基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)的主要策略方法和技術(shù)，重點(diǎn)講解計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)的意義、作用和基本研究方法，選用一些典型的成功案例，并介紹*新的國(guó)內(nèi)外研究成果，反映學(xué)科發(fā)展。同時(shí)介紹了一些常用軟件，提供化學(xué)和生物信息學(xué)資源，使本書(shū)兼具理論性和實(shí)用性。各章列出了參考文獻(xiàn)和選讀文獻(xiàn)，供讀者深入鉆研之需。書(shū)末附有專(zhuān)業(yè)名詞、軟件名和藥物名索引，便于讀者參考學(xué)習(xí)。 本書(shū)可作為綜合性大學(xué)和醫(yī)藥院校本科生與研究生的教學(xué)用書(shū)，也可供有關(guān)科研人員參考。

計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)導(dǎo)論-第二版 目錄

1藥物設(shè)計(jì)的基本概念和理論基礎(chǔ)/1

1.1藥物的化學(xué)結(jié)構(gòu)和特性2

1.2藥物發(fā)現(xiàn)的途徑與過(guò)程3

1.2.1藥物的偶然發(fā)現(xiàn)與隨機(jī)篩選5

1.2.2天然有效成分作為先導(dǎo)化合物5

1.2.3已有藥物作為先導(dǎo)化合物6

1.2.4以藥物合成中間體為先導(dǎo)化合物6

1.2.5組合化學(xué)方法產(chǎn)生先導(dǎo)化合物6

1.2.6合理藥物設(shè)計(jì)7

1.2.7先導(dǎo)化合物的優(yōu)化和成藥性研究11

1.3藥物作用的生物化學(xué)基礎(chǔ)12

1.3.1蛋白質(zhì)13

1.3.2核酸16

1.3.3酶19

1.3.4糖類(lèi)22

1.3.5生物膜23

1.4藥物作用的分子藥理學(xué)基礎(chǔ)24

1.4.1受體學(xué)說(shuō)及藥物-受體相互作用的方式和本質(zhì)25

1.4.2藥物-受體相互作用力的類(lèi)型30

1.4.3立體因素對(duì)藥物-受體相互作用的影響33

1.4.4藥物-受體相互作用模型34

1.4.5以核酸為靶點(diǎn)的藥物作用模型35

1.4.6藥物與靶點(diǎn)作用的復(fù)雜性37

1.5藥物的化學(xué)結(jié)構(gòu)與生物活性的關(guān)系（SAR）39

1.5.1藥效團(tuán)、藥動(dòng)基團(tuán)和毒性基團(tuán)39

1.5.2藥效構(gòu)象41

1.6定量構(gòu)效關(guān)系（QSAR）43

1.6.1線性自由能相關(guān)方法44

1.6.2Free-Wilson模型49

1.6.3分子連接性法50

參考文獻(xiàn)51

進(jìn)一步參考和選讀文獻(xiàn)51

2新藥發(fā)現(xiàn)中的化學(xué)信息學(xué)和生物信息學(xué)/53

2.1藥物研究中的信息處理55

2.1.1化學(xué)信息學(xué)在藥物研究中的作用及應(yīng)用55

2.1.2生物信息學(xué)在藥物研究中的作用及應(yīng)用56

2.1.3數(shù)據(jù)挖掘在藥物研發(fā)中的應(yīng)用57

2.2化學(xué)小分子的處理60

2.2.1化學(xué)結(jié)構(gòu)的編碼60

2.2.2分子結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)表示62

2.2.3化學(xué)結(jié)構(gòu)信息的存儲(chǔ)65

2.2.4分子性質(zhì)的表示67

2.2.5計(jì)算機(jī)分子模型技術(shù)及結(jié)構(gòu)顯示69

2.3分子相似性搜索70

2.3.1基本概念70

2.3.2相似度計(jì)算公式71

2.3.3分子相似性搜索的應(yīng)用72

2.4合成反應(yīng)信息處理和計(jì)算機(jī)輔助有機(jī)合成設(shè)計(jì)73

2.5生物大分子的信息處理74

2.5.1序列分析和比對(duì)74

2.5.2蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)75

2.5.3蛋白質(zhì)功能預(yù)測(cè)75

2.6與新藥研發(fā)相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)76

2.6.1化合物數(shù)據(jù)庫(kù)76

2.6.2化學(xué)信息數(shù)據(jù)庫(kù)81

2.6.3藥學(xué)信息綜合平臺(tái)83

2.6.4藥物靶點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)84

2.6.5中藥數(shù)據(jù)庫(kù)85

2.6.6藥效團(tuán)數(shù)據(jù)庫(kù)86

2.6.7分子生物學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)86

2.7信息計(jì)算新技術(shù)87

2.7.1集群計(jì)算88

2.7.2網(wǎng)格計(jì)算88

2.7.3云計(jì)算89

2.7.4信息計(jì)算新技術(shù)在醫(yī)藥行業(yè)中的應(yīng)用90

參考文獻(xiàn)91

進(jìn)一步參考和選讀文獻(xiàn)92

3有關(guān)理論計(jì)算、技術(shù)和設(shè)備/95

3.1常用的計(jì)算類(lèi)型96

3.1.1勢(shì)能面96

3.1.2單點(diǎn)能97

3.1.3幾何優(yōu)化97

3.1.4分子性質(zhì)計(jì)算98

3.1.5構(gòu)象分析101

3.2理論計(jì)算基礎(chǔ)104

3.2.1量子化學(xué)105

3.2.2分子力學(xué)110

3.2.3量子力學(xué)與分子力學(xué)相結(jié)合的方法（QM/MM）113

3.2.4分子動(dòng)力學(xué)模擬方法115

3.2.5自由能計(jì)算118

3.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法119

3.3.1模式識(shí)別法120

3.3.2人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法122

3.4藥物和生物大分子三維結(jié)構(gòu)測(cè)定的實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)123

3.4.1蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的測(cè)定方法123

3.4.2藥物-蛋白結(jié)合位點(diǎn)的測(cè)定方法126

3.4.3藥物-蛋白結(jié)合和結(jié)合常數(shù)的測(cè)定方法127

參考文獻(xiàn)130

進(jìn)一步參考和選讀文獻(xiàn)130

4計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)的意義/133

4.1計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)的產(chǎn)生和作用134

4.2計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)的特征136

4.2.1多學(xué)科交叉的前沿領(lǐng)域136

4.2.2大量化學(xué)信息的計(jì)算機(jī)計(jì)算處理137

4.2.3大量高技術(shù)軟件產(chǎn)品的產(chǎn)生137

4.3計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)和展望138

參考文獻(xiàn)138

進(jìn)一步參考和選讀文獻(xiàn)139

5計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)方法學(xué) /141

5.1直接藥物設(shè)計(jì)143

5.1.1活性位點(diǎn)分析144

5.1.2基于靶點(diǎn)結(jié)構(gòu)的三維結(jié)構(gòu)搜尋145

5.1.3全新藥物設(shè)計(jì)154

5.1.4蛋白結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)159

5.2間接藥物設(shè)計(jì)163

5.2.1基于藥效團(tuán)模型的藥物設(shè)計(jì)與虛擬篩選163

5.2.2基于配體相似性的虛擬篩選167

5.2.33D-QSAR法169

5.3計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)新策略和新方法177

5.3.1基于序列的藥物設(shè)計(jì)177

5.3.2基于片段的藥物設(shè)計(jì)178

5.3.3多靶點(diǎn)藥物設(shè)計(jì)186

5.3.4網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)190

5.3.5反向?qū)?91

5.3.6組合化學(xué)與合理藥物設(shè)計(jì)的結(jié)合策略193

參考文獻(xiàn)196

進(jìn)一步參考和選讀文獻(xiàn)197

6先導(dǎo)化合物優(yōu)化/199

6.1從苗頭到先導(dǎo)與先導(dǎo)化合物優(yōu)化200

6.2先導(dǎo)化合物優(yōu)化的原則及策略201

6.2.1配體效率與配體親脂性效率201

6.2.2類(lèi)先導(dǎo)化合物性與三倍律202

6.2.3先導(dǎo)化合物優(yōu)化原則203

6.2.4先導(dǎo)化合物優(yōu)化基本策略204

6.3化合物藥效學(xué)性質(zhì)的優(yōu)化205

6.3.1基于靶點(diǎn)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化205

6.3.2基于片段結(jié)構(gòu)的優(yōu)化206

6.3.3基于配體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化208

6.3.4骨架躍遷209

6.4化合物藥動(dòng)學(xué)性質(zhì)的優(yōu)化212

6.4.1藥代動(dòng)力學(xué)的意義212

6.4.2基于性質(zhì)藥物設(shè)計(jì)優(yōu)化的目標(biāo)213

6.4.3成藥性213

6.4.4類(lèi)藥性與五倍律214

6.4.5藥動(dòng)學(xué)性質(zhì)的預(yù)測(cè)優(yōu)化216

參考文獻(xiàn)217

進(jìn)一步參考和選讀文獻(xiàn)218

7計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例/219

7.1基于靶點(diǎn)蛋白結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)案例220

7.1.1抗流感病毒藥物設(shè)計(jì)——基于唾液酸酶結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)220

7.1.2AChE抑制劑的研究——基于AChE晶體結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)222

7.1.3SARS病毒3CL主蛋白酶抑制劑的研究——基于同源蛋白結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)231

7.2基于虛擬篩選的藥物設(shè)計(jì)案例233

7.2.15-羥色胺1A受體激動(dòng)劑FW01的發(fā)現(xiàn)233

7.2.25-羥色胺1A受體激動(dòng)劑FW01的結(jié)構(gòu)改造和優(yōu)化235

7.3基于藥效團(tuán)模型的藥物設(shè)計(jì)案例239

7.3.1非核苷類(lèi)NS5B小分子抑制劑的研究——基于配體的藥效團(tuán)模型239

7.3.2針對(duì)花生四烯酸代謝網(wǎng)絡(luò)的抗炎藥物研究——基于多靶點(diǎn)蛋白的藥效團(tuán)模型242

7.4基于性質(zhì)的藥物設(shè)計(jì)案例249

7.4.1抗瘧疾藥物代謝穩(wěn)定性的性質(zhì)預(yù)測(cè)249

7.4.2代謝部位的預(yù)測(cè)步驟250

7.4.3代謝部位的預(yù)測(cè)結(jié)果及分析250

7.5基于片段的藥物設(shè)計(jì)案例251

7.5.1抗凋亡蛋白Bcl-2抑制劑的發(fā)現(xiàn)251

7.5.2基于NMR的片段篩選和基于片段的Bcl-2抑制劑設(shè)計(jì)252

7.5.3Bcl-2抑制劑先導(dǎo)化合物優(yōu)化254

7.6基于反向?qū)拥陌悬c(diǎn)識(shí)別案例255

7.6.1天然產(chǎn)物咖啡酰酪胺抗幽門(mén)螺旋桿菌作用新靶點(diǎn)肽脫甲；福≒DF）的發(fā)現(xiàn)——作用靶點(diǎn)預(yù)測(cè)255

7.6.2基于結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)生物學(xué)和反向?qū)域?yàn)證吉非替尼的脫靶效應(yīng)——不良反應(yīng)預(yù)測(cè)257

參考文獻(xiàn)260

索引264
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計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)導(dǎo)論-第二版 作者簡(jiǎn)介

付偉，復(fù)旦大學(xué)藥學(xué)院藥物化學(xué)教研室，教授，復(fù)旦大學(xué)引進(jìn)人才，博士生導(dǎo)師。從事分子模擬與藥物設(shè)計(jì)16年，先后師從著 名量子化學(xué)家封繼康教授、藥物設(shè)計(jì)領(lǐng)域領(lǐng)軍人物陳凱先院士和蔣華良教授、美國(guó)休斯敦結(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)頭人James Briggs教授、巴塞羅那超級(jí)計(jì)算中心主任Modesto Orazco教授，在Angew. Chem. Int. Ed.，Biophys. J., J. Med. Chem., Mol. Pharmaceutics, J. Phys. Chem. B. J. Chem. Inf. Model.等多個(gè)國(guó)際頂 尖級(jí)雜志以第 一作者或通訊作者發(fā)表20余篇藥物設(shè)計(jì)及分子模擬專(zhuān)業(yè)學(xué)術(shù)論文。承擔(dān)有機(jī)化學(xué)、藥物化學(xué)、藥物設(shè)計(jì)學(xué)等本科生課程教學(xué)，及多門(mén)研究生課程。

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