开展计算机辅助药物设计教学的尝试摘要：计算机辅助药物设计作为药物设计中的常规方法，已在许多药物的研究中取得成功，该方法近年来的高速发展和广泛应用使其成为生物学、化学、药学和医学等科研教学人员必须掌握的技术之一。开展计算机辅助药物设计教学，对于提升学生专业素养、科研水平具有一定的意义。关键词：计算机辅助药物设计；教学实践；专业素养；科研水平：G642.0文献标志码：A：1674-9324（2016）26-0203-02人类应用药物的历史，大体可以分为三个阶段：发现阶段、发展阶段和设计阶段。20世纪50年代以前，人们使用的药物主要是天然产物，这个时期可以称为以天然产物为主的发现时期。从20世纪50年代到21世纪初，有机合成技术和生物学方法有了很大的发展，这为合成药物创制提供了有力的手段，这个时期可以称为药物发展阶段。进入21世纪，随着人类基因组计划的实施和测序的完成，功能基因组和蛋白质组学的研究以及与疾病相关的重要基因的解析，为研究新药提供了日益增多的靶标和生物学信息。药物设计也进入了一个崭新的阶段，即合理药物设计。合理药物设计取得重大突破的重要原因之一就是计算机辅助药物设计方法的发展。从最初提出的构效关系方法，经过数十年的探索和努力，计算机辅助药物设计已经从基础理论研究过渡到实际应用阶段，并取得了实质性进展。该方法近年来的高速发展和广泛应用使其成为生物学、化学、药学和医学等科研教学人员必须掌握的技术之一。目前国内很多知名高校和科研院所都已经开展了计算机辅助药物设计这门课程，并且作为相关专业本科生和研究生的必修课程。鉴于此，我院于2015年也开展了计算机辅助药物设计研究生选修课程，这对于提高我院研究生专业素养和科研水平具有一定的意义。一、计算机辅助药物设计参考教材的选取计算机辅助药物设计有很多相关书籍，包括中文的和英文的。针对这门课来说，我选择的参考教材主要是徐筱杰等人编著的《计算机辅助药物分子设计》、郭宗儒编著的《药物分子设计》和白东鲁与沈竞康主编的《新药研发案例研究―明星药物如何从实验室走向市场》。我选择这几本书的出发点是：《计算机辅助药物分子设计》这本书详细介绍了计算机辅助药物分子设计方法以及相关的理论计算方法，包括数值和非数值优化方法，分子力学，分子动力学，构象分析，溶剂效应，自由能计算，构效关系，药效团模型，分子对接，数据库搜索，药代动力学以及毒性的预测方法等，这可以帮助我们掌握基础理论知识，为深入学习计算机辅助药物设计做铺垫。《药物分子设计》这本书深入浅出地介绍了药物在体内的代谢、药物-受体作用的原理及相关知识、分子多样性相似性、分子识别原理和计算机辅助药物分子设计的策略方法等，能够帮助从事药物分子设计和新药研究的科技人员、教师和研究生等从不同的视角把握药物分子设计的策略原则和方法。《新药研发案例研究―明星药物如何从实验室走向市场》这本书选取了药物发展史上具有代表性的26个明星或重磅炸弹式药物作为典型案例，系统总结了这些药物成功上市的经验和教训，重点描述了这些药物研发过程中的亮点，关键节点和促成最后上市的各种学术、技术、管理和医药法规的诸多因素和推动力，介绍了研发人员的直觉和灵感在药物研究中的作用。这本书能够让研究人员全面了解新药研发的规律，帮助他们更好更快地开展新药研发，提高我国创新药物研究的效率，降低研发风险。这几本书具有显著的代表性，都是不可多得的好书，阅读它们使我受益匪浅。二、计算机辅助药物设计教学的难点及解决方案计算机辅助药物设计是以分子力学、量子力学和分子动力学等为理论依据，借助计算机模拟进行药物设计的一门交叉学科。该课程教学涉及内容多、范围广，这就要求学生具有良好的数学、计算化学、结构化学、生物化学、组合化学、药物化学、结构生物学和计算机科学等众多专业知识的积累。该课程有助于拓宽学生的知识面，培养学生综合多种学科知识，解决实际复杂的生物学问题的能力，但教学内容与难度都比较大，理论概念抽象，在较短时间内学生不能深刻把握这些概念，尤其对于基础医学院的学生，他们的计算化学、结构化学和计算机科学知识比较...