计算机辅助药物设计系列专题（蛋白结构分析、虚拟筛选、分子对接、能量优化、结合自由能计算、深度学习药物发现）

近年来，利用高性能计算机来进行药物虚拟筛选已经被广泛应用，计算机辅助药物设计可以提高药物研发的成功率，降低研发成本，缩短研发周期，是目前创新药物研究的核心技术之一。随着医药大数据的积累和人工智能技术的发展，运用AI技术并结合大数据的精准药物设计也不断推动着创新药物的发展。在新型冠状病毒的治疗方案中，通过一系列计算机辅助药物生物计算的方法发现一大类药物分子可以有效阻止新冠病毒的侵染，为治疗新冠提供了新思路。

大纲

CADD蛋白结构分析、虚拟筛选、分子对接（蛋白-蛋白、蛋白-多肽）
生物分子互作基础
蛋白数据库
蛋白结构分析
同源建模
小分子构建
小分子化合物库
生物分子相互作用Ⅰ
生物分子相互作用II
虚拟筛选
小分子格式转换
拓展对接使用场景（上）
拓展对接使用场景（下）
基于碎片药物设计
构效关系分析
分子动力学模拟
AMBER分子动力学能量优化与分析、结合自由能计算专题
1 分子力学简介
1.1 分子力学的基本假设
1.2 分子力学的主要形式
2 分子力场
2.1 分子力场的简介
2.2 分子力场的原理
2.3 分子力场的分类及应用
3 LINUX 简介
3.1 用户属组及权限
3.2 目录文件属性
3.3 LINUX基础命令
3.4 LINUX环境变量
3.5 shell常用命令练习
4 AMBER简介和安装
4.1 GCC简介及安装
4.2 Open MPI简介及安装
4.3 AMBER安装运行
4.4 LIUUX操作练习
主要知识点
5 模型文件的预处理
5.1 模型来源简介
5.2 蛋白文件简介
6 模型文件的预处理
6.1 蛋白预处理
6.2 小分子预处理
6.3 AMBER力场简介
6.4 拓扑文件、坐标文件简介
6.5 top、crd文件的生成
6.6 tleap模块的使用
案例实践：
 HIV-1复合物的预处理
7 能量优化、分子动力学模拟
7.1 能量优化意义以及方法
7.2 模拟温度调节意义及方法
7.3 溶剂模型分类及选择
7.4 动力学模拟输入文件的编写
7.5 运行分子动力学模拟
7.6 输出内容解读
7.7 练习答疑
案例实践：
 HIV-1复合体系能量优化、分子动力学模拟
主要知识点
8 焓变计算
8.1 实验数据分析及检索
8.2 MM/PBSA结合自由能计算原理 
8.3 GB模型讲解及分类
8.4 焓变输入文件的编写
8.5 焓变结果解读
9 熵变计算
9.1 Nmode计算熵变原理
9.2 熵变输入文件的编写
9.3 熵变结果解读
9.4 实验值与理论值对照分析
案例实践：
 HIV-1与抑制剂之间结合自由能计算
10 3D可视化分析
10.1 VMD安装和使用
10.2 Pymol 安装和使用
11 构象分析
11.1 RMSD分析
11.2 B-Factory 分析
11.3 RMSF分析
11.4 RG分析
11.5 VMD动画展示
11.6 距离角度测量
11.7 溶剂可及表面积（SASA）
主要知识点
12 能量分析
12.1 残基分解（相互作用分析）
12.2 丙氨酸扫描（寻找热点残基）
12.3 氢键网络（盐桥，pi-pi共轭等其它相互作用）
13 经典文献工作复现(请同学在课前自行下载仔细阅读)
13.1   Nanoscale 2020, 12, 7134−7145.
(a) RMSD和2D_RMSD检验模拟的稳定性
(b) 结合自由能的对比与分析
(c) 热力学积分计算相对结合自由能
(d) 氢键网络分析
(e) 残基分解预测热点氨基酸
13.2 Phys.Chem.Chem.Phys. 
(a) 蛋白结构的同源建模
(b) 复合物构型的聚类分析
(c) 结合自由能的计算与对比             有兴趣私
(d) QM-MM/GBSA方法的自由能计算