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申请/专利权人：华东师范大学

摘要：本发明公开了一种基于蛋白结构进行分子生长的药物设计方法，其特点是通过构建的小分子片段库和分子生长算法进行药物设计。该设计方法根据初始配体分子在蛋白质口袋中位置，选择距离蛋白质合适位置的氢原子，通过分子生长程序，找出满足特定相互作用的片段分子，完成分子的生长，生成药物设计的新分子。本发明与现有技术相比使用更加方便、效率更高，加速了药物设计的进程，降低了药物开发的成本，提高了药物开发效率。

主权项：1.一种基于蛋白结构进行分子生长的药物设计方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：步骤1：从ChEMBL数据库中提取片段结构，中和含盐的化合物，过滤含非C，H，O，N，S，P，F，Cl，Br，I，B元素的化合物；步骤2：计算步骤1中化合物的形式电荷大小，并为步骤1中化合物产生在pH=7的质子化状态；步骤3：使用RDKit为步骤2中化合物生成初始三维构象分子；步骤4：基于步骤3中得到的三维构象，选择分子中不在环上且其中一个与原子为氢原子的化学键，将非氢原子标记为生长点，记录每个生长点与其连接的氢原子ID；步骤5：基于步骤3中得到的三维构象分子，找到分子中能够和蛋白质形成相互作用的官能团，包括氢键受体、氢键供体和芳香环；步骤6：基于步骤3中得到的三维构象以及步骤4中的原子ID，计算三维片段分子中生长点到与其形成相互作用官能团之间的距离和角度空间相对位置关系描述符；步骤7：基于步骤3中得到的三维分子，计算分子整体性质描述符，包括片段的理化性质：原子数、片段长度、给吸电子性质、亲脂性、各种类型原子和化学键数目、共轭体系数目，片段中是否包含常见的官能团：羰基、脂肪胺、亚砜、酰胺、酯、胍基，片段中包含的环系情况：螺环、桥环、双环和多环数目；步骤8：基于步骤6中计算的空间相对位置关系描述符和步骤7中计算的分子整体性质描述符构建三维分子片段库；步骤9：将距离种子化合物9Å以内的蛋白质残基定义为蛋白质口袋，搜索蛋白质口袋中能够形成相互作用的位点，并在位点周围产生潜在的相互作用点即符合与蛋白质残基周围形成相互作用距离和角度要求的点；步骤10：基于步骤9中得到的蛋白质口袋，选择种子化合物上的生长向量，计算种子化合物中生长向量上的生长点到蛋白质口袋中潜在相互作用点的距离和角度空间相对位置关系描述符，并计算需要生长的片段的整体性质描述符；步骤11：基于步骤10中得到的空间相对位置关系描述符和片段整体性质描述符，在步骤8得到的三维分子片段库中搜索符合要求的片段；步骤12：基于步骤11得到的片段和种子化合物在生长点的位置以杂交的形式进行分子生长，得到一系列形成指定相互作用且满足片段要求的新分子，并将结果进行可视化展示。

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