1.4 CADD-Friendship with undergraduates在线视频

同学们 大家好

我是孙平华老师

这节课

由我来为大家讲讲如何来学习

计算机辅助药物设计这门课程

通过前面课程的学习

相信同学们

都对CADD的情况有所了解

我想同学们肯定会问

这么前沿的技术

学起来是不是很难

到底要怎么学呢

下面我就来讲讲

如何来学习CADD这门课程

如今

大数据时代的海量信息

使药物研究的可用信息

呈爆炸式增长

那么掌握和获取信息的方法和途径

对于药物研究至关重要

同学们几乎每人都有个人电脑

和移动终端

我们可以充分利用网络资源

获取药物研究的有价值信息

提高自主获取知识的能力

如在化学信息方面

了解化学信息的组织

管理

检索和使用

与药物研究相关的

主要分子结构的描述方法

如图形

分子式

指纹图谱等等

分子结构的存储格式

包括 sdf

mol

mol2

cdx

smiles 等

分子性质的计算方法

分子量

脂水分布系数等参数

及软件等相关知识

这些信息最主要的组织和管理方式就是数据库

例如

Chembl 数据库

收录了针对一万多个靶点的200多万个化合物

包含135 万条生物活性信息

Pubchem 数据库

收录了约五千万条化合物结构等信息

同时

同学们还应学会

使用化学专业软件

像Chemoffice等等

来提高综合运用化学信息的能力

生物信息学

是随着基因组

科学的发展诞生的新兴学科

在学习过程中

我们应着重注意该领域

与药物研究相关的内容

比如

蛋白质晶体结构数据库简称PDB

是基于结构的药物设计的基础

同学们应学会检索数据库

有效提取 Pdb 数据库中的信息

比如蛋白质的序列信息

蛋白质的结构信息

小分子与受体之间的相互作用信息等等

并结合分子对接所需

学会使用 Pymol

Sybyl等分子显示软件

学习使用这些软件多角度观察蛋白质结构

更直观地

感受蛋白质的

三维结构

及活性位点

如果没有蛋白质的晶体结构

怎么办

我们就需要同源模建

像著名的网站

NCBI

它就提供各种

序列比对的 blast 方法

那么通过上述信息化资源的系统整理

可为同学们奠定

CADD方法学的数据信息基础

此外

由于CADD是一门工具性课程

内容繁杂

方法众多

而综合使用多种 CADD 方法

才能真正

辅助药物的研发

针对入门困难的问题

同学们先了解CADD相关数理基础

再分专题练习

掌握CADD各种方法应用

相关数理知识

如QSAR研究中的回归分析

主成分分析

偏最小二乘法

支持向量机等和分子对接

药效团中的遗传算法

这些是我们同学的薄弱环节

对于这些计算机领域的概念

其实并不需要同学们深入理解各种方法

但是

需要了解

相关的基本概念

它们一般

都会嵌合于

各种软件或网络服务器中

同学们简单了解

基本概念

便可学会使用

所以同学们要做的

就是明白化学

药学与这些算法之间的联系

如遗传算法与分子构象

搜索如何结合起来

虚拟筛选

与活性数值预测

如何与数学模型中的分类

和回归结合起来

像这部分内容

确实比较抽象难懂

同学们需将课堂

与课后自学相结合

充分利用

专业学术论坛

和科学网博客

了解基本概念

理解分子

或药物

与这些算法之间的联系

从而实现算法初步了解

在学生们掌握了相关方法的原理

和技术之后

为能更深入地理解

这些方法在新药研究中如何使用

达到学以致用的教学目标

一定要进行实操重现

也就是经典案例重现

此案例学习法是以同学们为主体

通过提出问题

精读文献

互动讨论

归纳总结

让学生全程参与其中

在案例的选择上

我们一般可以挑选

新药发展史上

具有代表性的药物研究

如喹诺酮类药物

环丙沙星的研发等

为跟进学科前沿和研究热点

同学们可以关注

专业公众号

如药渡

X-mol 等

去了解

近期精彩的药物研究故事

若有感兴趣的研究

则应精读相关文献

充分理解

这些方法

在药物研发过程中的应用

最后

鉴于我们暨大药学院

这十几年的

CADD教学实践经验

我们发现除了重现案例之外

还应该开设

对接CADD的开放实验

将学到的CADD技能

融入到同学们自身的科研项目中

更有利于

培养同学们的科研热情

激发同学们的探索精神

根据药物设计的主流方法

结合本院教师的研究方向

设置以解决问题为导向的开放课题

结合设置的

我们学院药学综合大实验

大学生创新创业训练课题等

配套实践项目平台

让学生根据兴趣和研究方法自行组队

自行挑选开放的课外科研课题

针对不同课题

我们可邀请相关师生

建立不同的学习小组

从而利用本课程

介绍的网络资源查询信息

了解课题

利用本课程的多种方法实施项目

解决问题

在实践中

提高分析问题

和解决问题的能力

在解决问题的过程中

学会获取信息的能力

掌握基本理论和基础知识

这种方法

能充分调动同学们的积极性和自主性

从而激发学生的科研热情

并能培养学生基本的科研素养和团队精神

后期可通过实验验证

使学生从分子水平

细胞水平

到动物水平的

这个多层次来理解药物作用机制

由此可见

CADD并不是高高在上的

它完全可以成为同学们

跨入药物研发大门的

一个契机

在信息化程度空前的今天

作为一门新兴的工具型学科

CADD课程信息量非常大

一开始入门确实比较困难

但同学们不应害怕

我们完全可以采用

边总结

边学习

边应用

边更新的策略

只要多听

多看

多想

多问

多练

CADD是完全可以为我们同学所掌握的

如同我们暨大药学院的学生

有许多同学

通过学习后

都成功将CADD

应用到自身的

实践项目上

并取得了不菲的成果

谢谢大家