藥物分子對接的優(yōu)化模型與算法.pdf

1、藥物的設計和研發(fā)工作長久以來以其高投入、高風險的特質成為制約藥物領域發(fā)展的重要因素。隨著上世紀計算機技術的迅猛發(fā)展，將計算機技術、優(yōu)化方法與藥物設計三者融合而成的計算機輔助藥物分子設計已經(jīng)成為創(chuàng)新藥物研究的重要領域；而藥物分子對接方法研究則是計算機輔助藥物分子設計的重要環(huán)節(jié)和步驟。最優(yōu)化方法作為一門應用型的學科，通過將實際的應用問題轉化為合理的數(shù)學模型，并采用高效的優(yōu)化算法得到問題的最優(yōu)答案。將最優(yōu)化方法應用到藥物分子對接領域，可以大大

2、提高計算機輔助藥物分子設計的準確性與效率，同時極大的降低藥物設計前期的成本。 本文的主要工作，就是從優(yōu)化方法的模型建立與改進的優(yōu)化算法應用兩個主要方面入手，通過建立全新的藥物分子對接中的優(yōu)化模型并應用改進的搜索算法，從而得到更加全面、實用的分子對接優(yōu)化方法。 首先介紹了計算機輔助藥物分子設計領域的發(fā)展及藥物分子對接方法的理論；然后，綜述了目前優(yōu)化方法的研究現(xiàn)狀并著重對本文應用的遺傳算法理論及方法進行了闡述。在此基礎上，構

3、建了基于經(jīng)驗和基于知識的兩種藥物分子對接的優(yōu)化模型Escore和Kscore并將改進的基于信息熵的多種群自適應遺傳算法引入到分子對接的優(yōu)化過程中，形成了實用有效的藥物分子對接程序EGAsDock及KGAsDock。 為驗證兩種優(yōu)化方法的有效性，本文分別采用復合物自由結合能預測及晶體結構復原、分子對接實例等方法對兩種算法的準確性及可行性進行了測試，測試結果顯示兩種分子對接方法均具有較好的實用性及計算精度；特別是基于知識的優(yōu)化模型在