《中国大百科全书(第2版)》读书笔记12778-份子设计

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摘要分子设计 molecular design按照指定目标来寻找、设计和优化具有某种特殊结构和性质的新分子。随着计算机技术的发展,分子设计已由传统经验方法(通过大量实验筛选)逐步迈向计...

份子设计 molecular design

依照指定目标来寻觅、设计以及优化拥有某种特殊结构以及性质的新份子。文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/24205.html

跟着计算机技术的发展,份子设计已由传统经验办法(通过大量试验筛选)逐渐迈向计算机辅助份子设计。计算机辅助份子设计技术基于份子摹拟技术及数理统计办法,其中包含量子力学办法、份子力学办法、蒙特卡罗办法及份子动力学办法、数值以及非数值优化技术等。文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/24205.html

份子设计利用规模无比广泛,触及化学领域的有药物份子、蛋白质份子、材料份子、高份子以及份子筛设计等。这些不同领域的份子设计在原则以及办法上基本相同。文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/24205.html

一股原则:首先树立钻研对象的结构模型,在此基础上进行结构以及功能关系分析,找出所要改造的目标,然后提出设计方案,最后通过试验验证并进一步修整模型。文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/24205.html

一般办法:①基于目标份子改造,它是在原有份子结构基础上通过基团以及碎片的替代,从而改善以及提高份子的性质以及功能。②全新结构类型的份子设计——从头设计。它是依据作用对象的三维结构发生新的先导化合物,设计进程中不受原有化合物的限制。因而,设计的结果完整是全新的。文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/24205.html

因为份子设计的对象不同,可以是简单份子、也能够是繁杂份子(如药物份子、蛋白质份子以及材料份子等),因而对具体份子设计的基点、目标、办法以及进程不尽相同。文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/24205.html

例如,药物份子设计是基于与疾病有关的靶标(即蛋白质受体)设计小份子,因而受体的三维结构和药物与受体的作用模式是药物份子设计的基础。文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/24205.html

一种办法是在原有药物份子结构基础上进行改造。另外一种办法是基于受体蛋白质的三维结构进行份子从头设计(即从受体的三维结构反推出药物的形状及化学式)。文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/24205.html

因为药物份子设计的终究目标是找到一个活性高、毒性小以及选择性好的新化合物,所以仅斟酌小份子配体设计是不够的,还须对药理学以及毒性进行试验以及结果的评估。所以药物设计不同于配体设计。文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/24205.html

蛋白质份子设计是为有目的的蛋白质工程改造提供设计方案。所谓蛋白质工程是在深刻了解蛋白质空间结构和结构与功能关系,并在掌握基因操作技术的基础上,设计以及改造蛋白质。因而蛋白质份子设计的目的是改善蛋白质自身的物理以及化学性质(如提高蛋白质的热不乱性、酸不乱性以及酶的专一性等),使之拥有更优胜的性能。文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/24205.html

蛋白质份子设计办法依照改造部位的大小可分成三类:①小改(即定位突变法),目的是通过扭转几个氨基酸残基,以改善蛋白质的性质以及功能。②中改(即份子剪裁),在蛋白质中替代1个肽段或1个结构域。③大改(即从头设计),基于对蛋白质折叠规律的认识,从氨基酸的一级序列动身,设计、制备自然界中不存在的全新蛋白质。

在这个蛋白质份子设计进程中计算机摹拟技术以及基因操作技术是两个不可缺乏的工具。

相似地,对于材料份子设计、高份子设计以及份子筛设计一样也各具特色。

摘自:《中国大百科全书(第2版)》第6册,中国大百科全书出版社,2009年

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