藥物分子對(duì)接的優(yōu)化模型與算法.pdf

1、藥物的設(shè)計(jì)和研發(fā)工作長(zhǎng)久以來(lái)以其高投入、高風(fēng)險(xiǎn)的特質(zhì)成為制約藥物領(lǐng)域發(fā)展的重要因素。隨著上世紀(jì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，將計(jì)算機(jī)技術(shù)、優(yōu)化方法與藥物設(shè)計(jì)三者融合而成的計(jì)算機(jī)輔助藥物分子設(shè)計(jì)已經(jīng)成為創(chuàng)新藥物研究的重要領(lǐng)域；而藥物分子對(duì)接方法研究則是計(jì)算機(jī)輔助藥物分子設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)和步驟。最優(yōu)化方法作為一門應(yīng)用型的學(xué)科，通過(guò)將實(shí)際的應(yīng)用問(wèn)題轉(zhuǎn)化為合理的數(shù)學(xué)模型，并采用高效的優(yōu)化算法得到問(wèn)題的最優(yōu)答案。將最優(yōu)化方法應(yīng)用到藥物分子對(duì)接領(lǐng)域，可以大大

2、提高計(jì)算機(jī)輔助藥物分子設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性與效率，同時(shí)極大的降低藥物設(shè)計(jì)前期的成本。 本文的主要工作，就是從優(yōu)化方法的模型建立與改進(jìn)的優(yōu)化算法應(yīng)用兩個(gè)主要方面入手，通過(guò)建立全新的藥物分子對(duì)接中的優(yōu)化模型并應(yīng)用改進(jìn)的搜索算法，從而得到更加全面、實(shí)用的分子對(duì)接優(yōu)化方法。 首先介紹了計(jì)算機(jī)輔助藥物分子設(shè)計(jì)領(lǐng)域的發(fā)展及藥物分子對(duì)接方法的理論；然后，綜述了目前優(yōu)化方法的研究現(xiàn)狀并著重對(duì)本文應(yīng)用的遺傳算法理論及方法進(jìn)行了闡述。在此基礎(chǔ)上，構(gòu)

3、建了基于經(jīng)驗(yàn)和基于知識(shí)的兩種藥物分子對(duì)接的優(yōu)化模型Escore和Kscore并將改進(jìn)的基于信息熵的多種群自適應(yīng)遺傳算法引入到分子對(duì)接的優(yōu)化過(guò)程中，形成了實(shí)用有效的藥物分子對(duì)接程序EGAsDock及KGAsDock。 為驗(yàn)證兩種優(yōu)化方法的有效性，本文分別采用復(fù)合物自由結(jié)合能預(yù)測(cè)及晶體結(jié)構(gòu)復(fù)原、分子對(duì)接實(shí)例等方法對(duì)兩種算法的準(zhǔn)確性及可行性進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果顯示兩種分子對(duì)接方法均具有較好的實(shí)用性及計(jì)算精度；特別是基于知識(shí)的優(yōu)化模型在