分子模拟与药物设计
1蛋白质的结构模拟
溶液中，蛋白质是一个受到各种力作用的原子系统：化学键力、氢键力、库仑力、范德华力等。 在这个综合力场中，运用分子动力学（MD）模拟，得到蛋白质分子的各种可能构象（轨迹）。 通过对各种可能构象进行全局自由能最小搜索，猜测蛋白质的 3D 结构。 l 建立在物理原理（定律）的基础上。仅从蛋白质的氨基酸序列出发。 不依靠模型化序列与任何已知结构在折叠水平上的相似性。
蛋白质分子是由20种不同的氨基酸通过共价键连接而成的线性多肽链，每一种蛋白质在天然条件下都有自己特定的空间结构。 当前的分子模拟技术主要借助于先进的计算机图形工作站，通过友好的图形界面，使用者可方便地建立多肽、蛋白分子的初始模型。同时，也可以对已经被测定的生物大分子的三维结构进行显示，并对这些结构进行灵活方便的平移、旋转、放大及缩小等操作，分子模型的建立为下一步进行的分子模拟以及了解结构与功能的关系打下了基础。
2基于结构的药物设计 药物的治疗作用主要是通过药物与受体的相互作用。在生物体中受体多半是生物大分子，像蛋白质和核酸，而以蛋白质居多。假如人们了解了受体蛋白的结构，就可以根据其结构，设计各种可能的药物结构来模拟这种相互作用。目前已有很多生物大分子作为药物设计的受体模型，例如：基于酶结构的药物设计，基于抗体结构的药物设计，基于致癌、抑癌基因表达产物的药物设计，基于细胞表面受体结构的药物设计，基于转录因子结构的药物设计等。近年来随着人类基因组计划的进一步进行、化合物合成技术的进步和一些先进技术的使用，已使受体药物筛选发展成为高通量筛选。利用生物信息学技术所建立的化合物库成为筛选化合物的重要来源。
3 蛋白多肽药物分子设计 在生物体内存在各种生物活性蛋白质和多肽，有可能作为治疗药物。但是，天然肽在人体内半衰期短、稳定性差和存在免疫原性等特点，严重地限制了肽类药物的临床应用。此外，由于肽分子可能以不同的构象被多种受体所识别，在许多情况下，可以和不止一种受体亚型相契合，这可能导致不良副作用。 对肽进行结构改造的方法有两大类。一类是在不改变蛋白质本质基础上进行的改造。包括通过定位突变或化学修饰来实现的“小改”、对来源于不同蛋白的结构进行拼接组装的“中改”和完全从头设计全新的蛋白质的“大改”。另一类，目前研究较少的是把肽结构变换成非肽分子，同时保留其药效团及其所需要的三维排布，也就是替换肽骨架，同时保持三维药效团以设计新的分子。主要的办法有肽的二级结构的分子模拟和设计非肽配体。
对蛋白多肽进行结构改造的目的是为了避免母体线性肽分子的高度柔性，并使模拟肽分子最终采取所需要的特定构象。这样设计出来的药物候选物可以把代谢稳定性和口服生物利用度结合起来。同时，由于这些分子和肽相比是相对刚性的，有可能提供所期望的选择性，而其它药代动力不性质(如溶解度、疏水性、转运特性等)也可能由于模拟肽结构上的微小变化而得以提高。
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