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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PDB40

3.2.2 有机小分子结构数据库CSD41

3.2.3 无机晶体结构数据库ICSD43

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DGA66

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NumSF92

5.4.4 数据分析及预测子系统AnaQS93

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lomerizine104

5.6.2 杀真菌农药metconazole和ipeonazole105

5.6.3 治风湿性关节炎新药flobufen107

5.7 场分析方法CoMFA107

5.8 本征值方法EVA114

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