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分子对接技术的起源及方法

2022.10.14

分子对接这一想法的历史可以追溯到19世纪提出的受体学说,Fisher提出的受体学说认为,药物与体内的蛋白质大分子即受体会发生类似钥匙与锁的识别关系,这种识别关系主要依赖两者的空间匹配。随着受体学说的发展,人们对生理活性分子与生物分子的相互作用有了更加深刻的认识,从基于空间匹配的刚性模型逐渐发展成为基于空间匹配和能量匹配的柔性模型。模型的优化使通过计算模拟分子间相互作用的设想更容易实现。另一方面,计算机和计算科学的迅速发展又使得人们能够处理大量数据,这两方面的因素共同促成了分子对接方法的出现。

早期的分子对接方法用分子力学方法或者量子化学方法计算小分子之间分子识别,在一些分子模拟软件包中也含有分子对接的模块。但是由于算法和计算机处理能力的限制,早期的对接方法较难处理含有大分子的分子对接过程。

1995年由Accelrys公司开发的计算化学软件Affinity上市,这是第一个可以进行有大分子参与的商业化分子对接软件,此后,商业化和免费的分子对接软件层出不穷。应用中的分子对接软件涵盖了刚性对接、半柔性对接、柔性对接等各种对接方法,在能量优化方面则使用了人工神经网络、遗传算法、模拟退火、禁忌搜索、局部搜索等各种方法,分子对接方法是研究小分子与大分子相互作用模式、生物大分子间识别、分子自组装、超分子结构等课题的常用方法之一。


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