中药复方研究的计算机辅助药物设计技术

中药复方是一复杂的分子体系，在制剂过程中药物之间的不同组分也随着复杂的物理和化学变化，可能形成各种复合物，从而导致中药及复方具有多靶酶、多靶点、多环节作用的特点。随着信息时代的到来，计算机辅助药物设计在药物设计研究中得到广泛的应用，因此不妨将计算机辅助药物设计移植于中药复方的研究领域，将中药配伍规律和作用机制的研究载入一个虚拟的世界，可能为探讨中药防治疾病的现代科学依据拓展一个崭新的空间。

为药物设计开辟虚拟空间

计算机辅助药物设计依据对分子理化性质如分子极性、所带电荷、水溶性和分配系数等参数的计算分析，可以在计算机上方便快捷地建造、分析和修改分子结构并利用三维技术实时显示其立体结构，计算分子能量和立体化学性质及物理化学性质，推算出各种低能构象，进行构象分析并与酶模型相结合，对药物分子进行定量设计，并利用系统软件对候选物结构进行优化，由此推断其活性构象，设计新的药物分子。计算机系统根据软药原理对先导化合物进行结构改造，获得候选化合物，通过系统软件对分子的理化参数进行分析，确立筛选依据，获得安全有效的药物分子。

有望阐明中药复方作用机制

中药复方是由多味中药配伍在一起，共同起到各单味药所不能起到的作用。中药复方配伍的化学成分不是各单味药化学成分的简单相加，其疗效也不是各单味药的简单叠加，复方通过药物成分间发生协同、制约或改性等作用来达到减毒增效的目的。阐明复方配伍的化学物质成分以及多靶点效应机制，是突破中药研发现状的关键环节之一，也是解决中药与国际医药发展趋势接轨问题的必经之路。随着x射线衍射以及核磁共振等技术的发展，越来越多的生物大分子的三维结构被测定出来，使基于受体结构的计算机辅助药物设计具现实意义，分子对接方法可谓其中的重中之重。分子对接法是基于受体大分子三维结构来寻找先导化合物的重要方法，就是两个或多个分子之间通过几何匹配和能量匹配而相互识别的过程，也是计算机辅助药物分子设计中最为重要的方法之一，为中药研究提供了新思路和新方法。

在机体内药物分子与受体充分接近，在必要的部位相互契合、相互作用后，可通过适当的构象调整，得到一个稳定的复合物构象，这是药物分子产生药效反应的重要过程。生物大分子和药物小分子的各种表面性质，可用分子对接法来计算。对接计算时，将配体分子放到受体活性位点，然后按照几何互补、能量互补以及化学环境互补的原则来实时评价配体与受体相互作用的好坏，并找到两个分子之间最佳的结合模式。通过分子对接法确定复合物中两个分子正确的相对位置和取向，研究两个分子的构象特别是底物构象在形成复合物过程中的变化，是确定药物作用机制、设计新药的基础。由于中药复方的有效成分多为小分子物质，因此借助计算机辅助药物设计的分子对接法可阐明中药复方作用机制，这可能是连接传统中药学与现代科学的纽带。

在中药新药研发中的意义

用计算机辅助药物设计的分子对接法研究中药化学成分与靶酶的相互作用，分析中药多靶点机制更直观、明确，可使复方从单味药组方进入活性物质配伍研究的新层面。虽然这只是计算机模拟技术，但却具有很强的理论性和科学性。利用计算机模拟方法探讨中药的作用机制，不仅可以弥补动物药理实验方法的缺陷，也减少了人力和物力的投入，更重要的是在中药新药研究领域，建立了全新的理念和先进的研究手段，有望使中药现代化真正跨入一个宽广的良性发展的轨道。