后投入市场 【 ４ １ ６ 】 。这种方法虽然有效 ， 但是时间长 ， 费用高 ， 在生物信息学没有诞生之前 ， 据统计 ， 一个 新药从发现到临床应用 ， 大约需要 １ Ｏ 年时间 ， 所需 花费 ５ 亿 ～１ Ｏ 亿美元 ［ ８ ］ 。一个新处方药 的研究和 开发花费在 ２ ０ ０ ２ 年 已达到 ８ ． Ｏ ２ 亿美元 。传统新药 的研发缺乏成熟完善的发现途径 ， 具有很 大的盲 目 性， 一般平均要筛选 １ ０ ０ ０ ０ 种化合物 以上才能得到
１ ． １ 传 统的 药物研发
传 统 的药 物 的研 究 和开发 ， 是基 于动 物 的细 胞、 组织或器官筛选合理 的药理模型从天然 的矿物 质、 动 物和植物 中人工寻找 ， 或者经过化学合成候 选药物的先导物 ， 在确定了先导化物后对先导化合
ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｍｐ ｕ ｔ ｅ ｒ ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ，ｂ ｉ ｏ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｓ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ｓ ｎ ｅ ｗ ａ ｐ ｐ ｒ ｏ ａ ｃ ｈ ｅ ｓ ｆ ｏ ｒ ｄ ｒ ｕ ｇ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ．Ｔ ｈ ｅ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｓ ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗｅ ｄ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｂ ｉ ｏ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｓ ｉ ｎ ｄ ｒ ｕ ｇ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｗｉ ｔ ｈ ｒ ｅ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｓ ｔ ａ ｔ ｕ ｓ ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｄ ｒ ｕ ｇ
种新 药 ， 因此开发效 率很低 ， 很难迅 速得到合适
Ｄ Ｎ Ａ序列中的遗传语言 ， 特别是非编码序列所含的
大量信 息 ， 寻找这些 区域的编码特征 、 信息调节与 表达规律 ［ ２ ． ｓ ； 同时在发现 了新基 因的信息之后进 行蛋 白质空间结构模拟 和预测 。生 物信 息学 的出
Ｂｉ ｏ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ ｄ ｒ ｕｇ ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ
Ｈ Ｕ Ｊ ｕ ｎ Ｌ Ｉ ＡＮＧ Ｘｕ ｅ ｙ ｏｕ 。 Ｙ ＡＮＧ ａ ｎ ｈ ｏ ｎ １ ． Ｙｕ ｎ ｎ ａ ｎ Ａ ｃ ｕ ｌ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｋｕ ｎ ｍｉ ｎ ｇ ６ ５ ０ ０ ２ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ． Ａ ｆ ｉ ｆ ｌ ｉ ａ ｔ ｅ ｄ Ｈｉ ｇ ｈ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｓ ｏ ｕ ｔ ｈ ｗｅ ｓ ｔ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｃｈ ｏ ｎ ｇ ｑ ｉ ｎ ｇ ４ ０ ０ ７ ０ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ
一
信息科学 以及计算 机科 学等学科 的理论方法 而形 成的交叉学科 ， 从广义上讲是指利用信息技术管理
和分析生物学数据。从基因组数据分析方面讲 ， 生 物信息学 主要指核 酸和蛋 白质序列数据 的计算 机 处理 和分 析 ， 包含着 基 因组 信 息 的获 取 、 处理 、 存 储、 分配 、 分析和解 释的所有方 面 ［ １ １ 。生物信 息学 以基 因组 Ｄ Ｎ Ａ序列信 息分析为基 础 ， 破译 隐藏在
・
医药教 育 ・
２ ０ １ ４ 年１ 月第４ 卷 第２ 期
生物信息学 与药物设计
胡 俊 梁学友 杨建红 １ ． 云南农业大学， 云南昆明 ６ ５ ０ ０ ２ １ ； ２ ． 西南大学附中， 重庆 ４ ０ ０ ７ ０ ０ 【 摘要 】 生物信息学是综合运用生物学 、 数学 、 物理学 、 信息科学 以及计算机科学等学科 的理论方法而形成 的
【 Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ １ Ａ ｓ ａ ｎ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｄ ｉ ｓ ｃ ｉ ｐ ｌ ｉ ｎ ａ ｒ ｙ ｃ ｏ ｕ ｒ ｓ ｅ ｗ ｉ ｔ ｈ ｉ ｎ ｔ ｅ ｇ ｒ ａ ｔ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｅ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｏ ｆ ｂ ｉ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， ｍａ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｓ ， ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ｓ ，
交叉学科 ， 它为药物设计提供 了新的方法。本文结合药物设计的现状与发展对生物信息学在药物设计 中的
应 用 进行综 述 。
【 关键词 】 生物信息学 ； 药物设计； 计算机辅助药物设计
【 中图分类号 】 Ｇ ６ ４ 【 文献标识码 】 Ｂ 【 文章编号 】 ２ ０ ９ ５ － ０ ６ １ ６（ ２ ０ １ ４） ０ ２ － １ ３ ８ － ０ ３
现 和 发 展 提供 了一 种 药物 设 计 的新思 路 ， 为药 物 研
的新药来治疗越来越多的疑难杂症 【 ６ ］ 。
１ ． ２ 计 算机辅 助 药物设计
从２ ０世纪 ７ ０ 年代 ， 美 国麻省理工学院霍恩 贝
尔教 授 提 出了分 子 设 计 后 ， 药 物分 子 设 计 已成 为 目
ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ．
【 Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ 】 Ｂ ｉ ｏ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｃ ｓ ； Ｄ ｒ ｕ ｇ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ； Ｃ ｏ ｍｐ ｕ ｔ ｅ ｒ ａ ｉ ｄ ｅ ｄ ｄ ｒ ｕ ｇ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ
生物信息学是综合运用生物学 、 数学 、 物理学 、
前新药发现的主要方 向， 而计算机辅助药物设计方 法（ Ｃ Ａ Ｄ Ｄ） 是 药物分 子设 计 的基 础。计 算机辅 助 药物设计 的原理是 ： 首先通过 ｘ 一单 晶衍射技等技 术获得受体大分子结合部位 的结构 ， 并且采研发模式 的改变。
１ 药物 设计 与发展