《**设计学》全书共四篇:导论篇、基础篇、方法篇、应用篇。其中导论篇(第1章)总体介绍**、**发现、**设计等基本概念,以及**设计的发展历程、主要特性;基础篇(第2~5章)主要介绍**设计学的分子基础、理论基础、信息学基础以及传统**设计知识;方法篇(第6~9章)主要介绍**靶标识别和预测方法、计算机辅助先导化合物发现方法、计算机辅助先导化合物优化方法、临床前研究中的药代动力学性质与毒性预测方法;应用篇(第10章)则为读者选取了几个成功的**设计实例。本书从基本概念入手,兼顾基础知识、基本技能和应用实例,整体内容深入浅出,写作语言浅显易懂,章节体系与其它同名教材有较大不同,在传统**设计的基础上,**突出计算机辅助**设计。 《**设计学》可作为全国高等医药院校药学专业及相关专业的本科生、研究生教材,也可供从事新药研究和开发的科研人员参考。

绪论1 0.1**设计学的形成与发展1 0.2学习**设计学的意义2 0.3本书内容简介3 思考题4 参考文献4 **篇导论篇 第1章**设计概述6 1.1什么是**?6 1.1.1**的基本概念6 1.1.2**的主要属性8 1.1.3**的主要来源8 1.1.4**发现的历史回顾9 1.2什么是**设计?10 1.2.1**设计的基本概念10 1.2.2**设计的主要特性12 1.2.3**设计的起源13 1.2.4**设计的发展历程16 1.3一个经典的**设计实例18 1.3.1靶标确定18 1.3.2先导化合物发现19 1.3.3靶标结构模型设想20 1.3.4先导化合物结构优化21 1.3.5卡托普利诞生的意义22 1.4**设计所需的知识、技能和条件23 本章小结24 思考题25 参考文献25 拓展阅读26 第二篇基础篇 第2章**设计的分子基础28 2.1概述28 2.2**分子结构特征29 2.2.1手性30 2.2.2类药性32 2.2.3**分子结构解析33 2.2.4配体效率35 2.3靶标分子结构特征36 2.3.1蛋白质37 2.3.2糖46 2.3.3核酸47 2.4**-靶标相互作用原理50 2.4.1**作用的分子药理学基础50 2.4.2**-靶标相互作用模式50 2.4.3**-靶标相互作用类型51 本章小结52 思考题52 参考文献52 拓展阅读53 第3章**设计的理论基础54 3.1概述54 3.2分子模拟基本知识55 3.2.1几个常用名称56 3.2.2分子文件格式57 3.3量子力学60 3.3.1量子力学的起源60 3.3.2量子力学基本理论62 3.3.3量子力学计算方法64 3.3.4量子化学在**研究中的应用66 3.4分子力学70 3.4.1分子力学力场70 3.4.2常用的分子力场72 3.4.3分子力学与量子力学比较74 3.5分子动力学75 3.5.1分子动力学基本原理76 3.5.2常用分子动力学方法76 3.5.3分子动力学模拟的应用77 3.6结合自由能计算80 3.6.1自由能微扰和热力学积分方法81 3.6.2基于经验方程的结合自由能计算方法83 3.6.3基于分子动力学采样的自由能预测方法85 本章小结88 思考题88 参考文献89 拓展阅读90 第4章**设计的信息学基础91 4.1概述91 4.2信息学基础知识93 4.2.1数据库基础93 4.2.2统计学基础95 4.3信息处理的基本方法97 4.3.1信息处理的一般流程97 4.3.2学习策略98 4.3.3统计分析方法99 4.3.4机器学习方法100 4.3.5神经网络与深度学习104 4.3.6模型评价107 4.3.7模型构建工具109 4.4化学信息处理111 4.4.1化学分子结构表达112 4.4.2分子结构的数学描述115 4.4.3分子相似性计算118 4.4.4预测模型构建119 4.4.5虚拟化合物库设计121 4.5生物信息处理123 4.5.1序列分析124 4.5.2蛋白质结构预测125 4.5.3同源模建127 4.5.4序列比对和结构预测的在线资源和工具128 本章小结129 思考题129 参考文献130 拓展阅读131 第5章传统**设计方法132 5.1概述132 5.2先导化合物的发现133 5.2.1基于天然产物活性成分发现先导化合物133 5.2.2基于内源性生物活性物质发现先导化合物134 5.2.3基于**的副作用发现先导化合物135 5.2.4基于**的代谢作用发现先导化合物136 5.2.5化合物库筛选发现先导化合物136 5.2.6其它途径137 5.3先导化合物优化原则137 5.4生物电子等排原理138 5.4.1“生物电子等排体”的由来138 5.4.2生物电子等排体的类型139 5.4.3生物电子等排原理的应用140 5.5前药原理142 5.5.1前药的定义及基本特征142 5.5.2前药设计时需要考虑的问题143 5.5.3前药原理的应用144 5.6拼合原理146 5.7其它先导化合物优化方法147 本章小结149 思考题149 参考文献149 拓展阅读150 第三篇方法篇 第6章**靶标识别与预测152 6.1概述152 6.2靶标识别与确证153 6.3网络药理学与靶标预测154 6.4基于结构的靶标预测157 6.4.1反向分子对接158 6.4.2反向药效团匹配159 6.5基于配体的靶标预测160 6.5.1相似性搜索160 6.5.2机器学习162 6.6基于网络的靶标预测164 6.6.1基于网络推理方法164 6.6.2**子结构驱动的网络推理算法168 6.6.3基于随机游走方法170 6.6.4基于基因表达谱方法171 6.7靶标预测方法的应用172 6.7.1**重定位173 6.7.2活性化合物的潜在靶标预测177 6.8靶标预测的在线资源和工具180 本章小结182 思考题183 参考文献183 拓展阅读186 第7章计算机辅助先导化合物发现187 7.1合理**设计概述187 7.2分子对接189 7.2.1分子对接基本概念189 7.2.2分子对接的一般流程190 7.2.3配体构象搜索方法191 7.2.4受体柔性处理方法193 7.2.5打分函数194 7.2.6分子对接工具197 7.2.7分子对接的应用198 7.3药效团模建199 7.3.1药效团基本概念199 7.3.2药效团特征199 7.3.3药效团模型的构建201 7.3.4药效团模型的应用202 7.4虚拟筛选203 7.4.1虚拟筛选概念203 7.4.2基于结构的虚拟筛选204 7.4.3基于配体的虚拟筛选206 7.4.4虚拟筛选的应用210 7.5全新**设计211 7.5.1全新设计的基本概念211 7.5.2全新设计的一般流程212 7.5.3全新**设计的应用216 7.6应用实例217 7.6.1研究背景217 7.6.2基于结构虚拟筛选发现ERβ选择性配体218 7.6.3基于活性化合物的相似性搜索221 7.6.4ER配体药效团模型构建222 7.6.5采用组合虚拟筛选策略发现新型选择性ERβ配体223 7.6.6研究小结227 本章小结227 思考题228 参考文献228 拓展阅读230 第8章计算机辅助先导化合物优化231 8.1概述231 8.2经典QSAR方法232 8.2.1QSAR基本概念232 8.2.2QSAR发展简史233 8.2.3QSAR的三个支柱235 8.2.4QSAR模型构建步骤239 8.2.5QSAR建模的注意事项240 8.2.6QSAR应用241 8.2.7相关软件和网络资源242 8.33D-QSAR方法242 8.3.1CoMFA方法243 8.3.2CoMSIA方法244 8.3.3基于靶标结构的3D-QSAR方法245 8.3.43D-QSAR应用实例245 8.4基于结构的先导化合物优化252 8.4.1分子模拟技术的应用252 8.4.2基团变换策略253 8.4.3合环开环策略255 8.4.4邻位修饰策略257 8.4.5肽键变换策略258 8.5骨架跃迁259 8.5.1骨架的定义259 8.5.2骨架跃迁的起源和发展259 8.5.3骨架相似性的量度261 8.5.4骨架跃迁的方法分类261 8.5.5骨架跃迁的应用266 8.6基于性质的先导化合物优化266 8.6.1分子骨架库构建266 8.6.2骨架指纹的定义268 8.6.3骨架跃迁的程序实现269 8.6.4ADMET性质优化案例271 本章小结273 思考题274 参考文献274 拓展阅读276 第9章药代动力学性质与毒性预测277 9.1概述277 9.2**的体内过程278 9.3ADMET预测的一般流程280 9.4**理化性质预测281 9.4.1脂溶性282 9.4.2水溶性283 9.4.3pKa值285 9.5药代动力学性质预测287 9.5.1吸收287 9.5.2分布291 9.5.3代谢298 9.6**毒性预测306 9.6.1**毒理学简介306 9.6.2计算毒理学的出现和发展307 9.6.3毒性预测模型308 9.6.4警示子结构识别314 9.7相关软件和网络资源317 本章小结320 思考题320 参考文献320 拓展阅读325 第四篇应用篇 第10章**设计应用实例328 10.1概述328 10.1.1基于配体**设计的成功实例329 10.1.2基于结构**设计的成功实例330 10.2靶向神经氨酸酶的抗流感病毒**设计332 10.2.1酶**剂设计概述332 10.2.2流感与神经氨酸酶332 10.2.3扎那米韦的设计334 10.2.4奥司他韦���设计335 10.2.5案例启示336 10.3靶向μ阿片受体的新型镇痛**设计337 10.3.1GPCR配体设计337 10.3.2镇痛药与阿片受体338 10.3.3新型镇痛药的设计过程339 10.3.4案例启示341 10.4靶向MDM2-p53相互作用界面的抗****设计341 10.4.1蛋白-蛋白相互作用341 10.4.2**与MDM2-p53相互作用342 10.4.3MDM2**剂的发现历程344 10.4.4案例启示346 10.5靶向雄激素受体-DNA相互作用界面的抗****设计346 10.5.1蛋白质-DNA相互作用346 10.5.2雄激素受体与前列腺癌346 10.5.3虚拟筛选获得苗头化合物347 10.5.4CADD辅助先导化合物优化348 10.5.5案例启示348 本章小结349 思考题349 参考文献349 拓展阅读351 中文索引/ 352 英文索引/ 357

唐赟,华东理工大学,教授、博士生导师,长期从事本科教学工作,自2006年开始,一直负责主讲药学本科专业核心课程“**设计学”(32学时),该课程2007年入选华东理工大学精品课程,2010年入选上海市**课程。同时自2006年开始一直主讲研究生专业课程“计算机辅助**设计”(32学时)。已发表教学研究论文10篇,主编教材1本、参编2本。2009年获得上海市育才奖,2010年获得宝钢教师奖,2012年获得校教育教学成果奖一等奖、二等奖各1项,2013年获得上海市教学成果一等奖(第四完成人),2015年获得“天鼎-东岳”奖教金特等奖,2016年获得校教书育人奖。

    科研方面:作者自1991年开始,近三十年来一直从事计算机辅助**设计研究,承担着**自然科学基金、****研发专项、863计划、新药创制科技重大专项等科研项目10余项,已在J. Med. Chem., Bioinformatics, Briefings in Bioinformatics, PLoS Comput. Biol., J. Chem. Inf. Model.等国内外专业期刊发表SCI收录论文近200篇,申请中国发明专利10项(其中授权4项),获得计算机软件著作权4项。2005年入选上海市首批“浦江人才计划”,2008年入选教育部“新世纪人才支持计划”。兼任上海市学位委员会学科评议组成员(药学学科),上海市药学会**化学专业委员会委员,中国化学会计算机化学专业委员会委员,中国毒理学会计算毒理专业委员会委员,上海市新药设计**实验室学术委员会委员,《华东理工大学学报(自然科学版)》编委,美国化学会期刊J. Chem. Inf. Model.顾问编委。主译学术专著《**分子设计-从入门到精通》(当代化学译丛,华东理工大学出版社,2012年3月出版),参译学术专著《实用**化学》(科学出版社,2012年4月出版)、《创新**发现 - 实践、过程和展望》(华东理工大学出版社,2016年5月出版)。