药物设计中半柔性分子对接优化算法研究

摘要

随着新药研发成本不断上升，制药工业面临着巨大的挑战，迫切需要找到一种有效的方案优化药物研发过程。随着计算机科学的迅猛发展，计算机辅助药物设计成为可能。分子对接技术就是该领域的重要方法之一。
　　 本文旨在研究半柔性分子对接算法，即在对接过程中受体分子结构保持不变，配体分子具有一定柔性。要解决的问题包括两方面内容：构象空间搜索算法和打分函数的设计。
　　 本文研究分子对接理论、常用构象空间搜索算法、打分函数以及当前主要存在的问题。在此基础上，提出解决方案。首先，为了实现搜索构象空间的全局最优解，提出改进遗传算法IPSGA（Improved Particle Swarm GeneticAlgorithm）算法。其次，为了提高计算速度和提高计算精度，提出一种基于力场函数、Gehlhaar势能函数和隐式溶剂模型相融合的打分函数。最后，为了评估算法的对接成功率和精度，选择77个晶体复合物作为测试集，用本算法对其进行对接实验，得到较好的对接成功率和对接精度。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 本文研究的背景和意义

1.2 分子对接的研究现状

1.2.1 分子对接方法的分类

1.2.2 国外分子对接技术的研究现状

1.2.3 国内分子对接技术的研究现状

1.3 分子对接面临的问题

1.4 本文工作

第2章 分子对接的理论

2.1 分子对接原理

2.2 分子表达方法

2.3 分子对接中的构象空间搜索方法

2.3.1 遗传算法

2.3.2 禁忌搜索

2.3.3 蒙特卡洛算法

2.3.4 模拟退火算法

2.4 打分函数

2.5 本章小结

第3章 分子对接中搜索算法的研究与设计

3.1 遗传算法的研究

3.2 改进遗传算法IPSGA的设计

3.2.1 IPSGA算法的整体架构

3.2.2 个体编码方法

3.2.3 新的遗传算子的设计

3.2.4 淘汰种群的进化策略

3.3 算例分析

3.4 本章小结

第4章 分子对接中打分函数的研究与设计

4.1 力场函数和隐式溶剂模型的研究

4.2 打分函数的设计

4.3 本章小结

第5章 分子对接算法的设计与评估

5.1 IPSGA_DOCK算法的设计

5.1.1 算法的整体框架

5.1.2 算法参数选择

5.2 算法评估

5.2.1 数据的准备

5.2.2 对接结果分析

5.3 本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致 谢

个人简历