《计算机辅助药物分子设计》育人教学大纲

《计算机辅助药物分子设计》育人大纲

一、课程基本情况课程编号52305001课程总学时其中授课学时、实验学时32,248课程学分

2.0课程分类选修开课学期秋开课单位动物医学院适用专业动物医学专业、农药学专业、生物学专业、资环专业等所需先修课有机化学

二、教学理念（提示从以学生为中心，价值观教育、创新创业教育融入教育教学全过程等方面阐述）百年大计，教育为本教育是一项培养人的伟大事业，学校作为教育的重要场所，对国家和民族的振兴具有致关重要的作用，而学校的教育是由每一位老师的具体工作组成的，课堂则是教师最重要的教学场所因此，我们在上课时需要以正确的政治立场和品德观念来指导自己的教学工作，不仅教给学生丰富的专业知识，引导和开发他们的创新能力，还需要将思想品德教育贯穿其中，坚持以学生的全面进步和发展为目标，以现代人的精神塑造人、以全面发展的广阔视野培养人

三、课程目标课程目标对应的专业培养目标、毕业要求、知识层面1专业培养目标计算机辅助药物设计是近几十年来了解新药研发的历史和计算机辅助药物分

1.1建立在计算机和分子模拟理论基础上发展起来的一子设计方法的兴起过程种新药研究与开发新技术它大大地加快了新约研撑握计算机辅助药物分子设计的基本理论

1.2发的速度，节省了创制新药工作的人力和物力，使和原理药物学家能够以理论为指导，有目的地开发新药训练几种计算机辅助药物分子设计的操作

1.3本课程的专业培养目标是培养农药、兽药、医药，方法以及制药相关等专业学生了解和掌握计算机辅助药物设计的基本理论和技能毕业要求了解计算机辅助药物设计涉及到的多种基础学科和应用学科与技术主要有计算机辅助药物设计的入门知识，包括药物作用的基本理论，药物设计的基本概念与方法，计算机辅助药物设计的数据库系统，理论计算基础，相关测定技术以及对软硬件的要求等重点撑握计算机辅助药物设计的意义、作用和基本方法，都有哪些常用软件，哪些典型成功例子和几种基本技术

2、能力层面本课兼具理论性和实用性通过该课程的学习，

2.1培养学生的创新思维可以培养学生对计算机辅助药物设计的发展过培养学生进行药物分子设计的基本技巧程、方法原理的了解，撑握一些相关基础操作

2.2手段和研究技术，激发对药物创新和创业的热情，提高对药物研发的认知能力

3、价值观层面科学既无国界，又有国界作为一门跨学科的边

3.1培养学生的爱国主义意识缘学科，计算机辅助药物分子设计方法的发展

3.2培养学生的努力拼搏精神和应用跟一个国家制药水平息息相关因此，

3.3培养学生的实事求是的科学精神在本课程教学过程的同时能够培养学生热爱祖国、热爱社会主义的政治素质和开发思维、努力创新、实事求是的科学精神

四、课程内容、教学要求与课程目标关系图课程教学学时支撑的教学参考书目或阅内容要求数课程目标读材料第章计算机

1.产生和发展2讲课和了解CADD的发1预习课本相关辅助药物设

2.特征和应用互动展过程和功能内容；.评价和展望计的意义3药物发展史相关资料篇1-2第2章第1节

1.药物的化学结构和特性3讲课和

1.了解先导化合预习课本相关练习物的特点和由来药物设.药物发现的途径和过程2内容；.掌握蛋白质、核计的基本概.药物作用的生物化学基23画图软件的说酸、酶、糖类和生物念础明书种以上1膜的结构特点.练习化合物的图形绘制软43讲课和预习课本相第2章第2节件

1.操药作物作用的分子药理学基了解受体学说和

1.药物设计的练习关内容；础药物作用模型理论基础药效团相关.药物的化学结构与生物活2,掌握药效团、药2性关系SAR新义献1篇动基团、毒性基团.定量构效关系3QSAR和药效构象的概念.掌握的建3QSAR.练习建模软件4QSAR模方法第3章第1节

1.药物研究中的信息处理3讲课和

1.掌握化学信息预习课本相关新药发现中

2.化学小分子处理练习学在药物研究中的内容；分子相.分子相似性搜索的化学信息3应用似性搜索相关.练习图形处理软件和分子学

42.化学结构的表介绍和应用资搜索软件示、存储料篇

1.分子模拟技术3及其表示第3章第

21.生物大分子的信息处理3讲课和

1.掌握生物信息预习课本相节新药发

2.与新药研发相关的数据库练习学在药物研究中关内容；现中的生物

3.信息计算技术数据库资料的应用信息学

4.练习搜索典型药物分子1-3篇.序列分析、蛋白2设计相关数据库质结构和功能关系,了解相关数据库3和云计算第4章药物和

1.常用计算类型的概念和2讲课和预习课本相关.掌握势能面、单1大分子结构方法练习内容；点能、几何优化、分的理论计算

2.理论计算的基础蛋白形态和功子性质计算等概念基础、统计分

3.数据统计学方法能相关文献1和方法析方法和测练习势能面表示、单点能

4.篇.了解量子化学、2定方法表示、几何优化分析和分子性分子力学、质计算的操作、分子动力QM/MM蛋白质三维结构的测定方L学模拟方法、自由法能计算等理论计算.药物-蛋白结合位点的测定2基础方法.掌握模式识别

3.药物-蛋白结合和结合常数3法、人工神经网络的测定方法法的原理和基本过练习操作蛋白质的图形绘

4.程制软件掌握三种测定方

4.法的原理和内容活性位点分析

1.预习课本相2讲课和第5章第1节

1.了解全新药物分基于靶点结构的三维结

2.直接药物设互动子设计方法，掌握关内容；构搜寻计和间接药相关概念利用相关技全新药物分子设计

3.物设计

2.掌握药效团模型的研发论文蛋白结构预测

4.法的建立过程篇1-2基于药效团模型的药物

5.掌握方

3.3D-QSAR设计和虚拟筛选法的分析过程基于配体相似性的虚拟

6.相关软件介绍

4.筛选和实例法

7.

3.3D-QSAR.基于序列的设计12讲课和预习课本相第5章第2节了解6种新策略和.基于片段的设计2药物设计的互动新方法的原理和过关内容；.多靶点药物设计3新策略和新程利用相关技.网络药理学4方法的研发论文.反向对接5篇1-

2.组合化学和合理药物设6计的结合预习课本相2讲课和第章第节.从苗头到先导与先导化611,了解配体效率、1先导化合物合物优化互动关内容；亲脂性效率、类先优化的原则.先导化合物优化的多个相关研发论2导化合物性、三倍及策略原则和策略文1-2篇率的概念,掌握先导化合物2原则和基本策略第6章第22讲课和预习课本相掌握化合物药

1..药效学和药动学性质优1节先导化练习效学性质优化的方关内容；化的目标合物优化法相关研发论.四种药效学性质优化方

22.了解药动学性文1-2篇法（靶点法、片段法、配体质优化的方法结构法和骨架跃迁）药动学性质优化方法（成

3.药性、类药性、五倍率）练习成药性预测分析软件

4.实验提交电子版

1.绘制小分子化合物的结掌握药效团构建间接药物分构图和相关谱库搜索实验报告4子设计方法.构建小分子化合物的药2方法软件操作效团模型（Sybyl

3.采用该药效团模型进行谱等）库检索实验提交电子版.对蛋白分子进行数据库1直接药物分搜索和下载实验报告子设计方法.对下载的蛋白分子信息2掌握蛋白质同源建软件操作4进行识别和图形修改操作模的基本方法（Modeller进行蛋白质同源建模操

3.作等）模型评价

4.

五、教学方法（、如何实现以学生发展为中心？、如何实现将立德树人教育融入教学活动？、如何实123现创新能力培养融入教育教学全过程？请给出具体措施）课程教学以学生发展为中心，通过扩充学生在本领域的历史知识、基本理论和应用技巧，引导学生获得计算机辅助药物分子设计的兴趣，为我国新药研发提供储备人才相关具体措施如下、将思政教育1融入教学活动（提示包括社会主义核心价值观教育或对自然规律认识等方面的素养教育）计算机辅助药物分子设计方法是现代药物研究方法发展的最先进的方法之一，撑握和发展该类方法和技术是我们建设和发展药物创新强国的必由之路，是我们通过科技富国强国的途迳之一教学过程中时时会分析中西方相关发展的对比，特别是二十世纪末至今中药研究在国外兴起在国内没落的现状和历史，激励我们的学生要坚持社会主义核心价值观，要热爱我们的国家和民族，坚持走社会主义道路，为全国人民的健康和中国药学的兴荣做贡献同时鼓励他们不仅取西医之长，更从世界文明儿千年的古老药物理念中吸取养份，综合分析现代药物创新的各种知识和技术手段，培养他们科学的药学观和药物设计思维、将创新创业教育融入教学活动2计算机辅助药物分子设计是新药研发的先进手段，在教学过程中时时会通过某些人类重大药物的发现过程和方法中引申扩展，加入这些药物设计的有趣历程和故事，引导学生深入思索和讨论这类药物发展的前途和方向，从药物设计至药物应用之间需要走的过程，鼓励学生们开发思维，创新创造药物，告诉他们设计得到的优秀化合物如何申请专利或与国内外公司合作开发新药，培养和激发他们的创新创造意识和创业梦想

六、考核方法（强化过程考核，注重知识考核与能力培养相结合）考核形式分值考核范围及要求对应课程目标考勤10次理论课的过程中多次会用到电脑练习相目标312关各种软件操作，完成课堂作业，缺课很难补回来，次实验课更是时间宝贵2理论课程每次考勤计分，满分为分实

0.

67.2验课每次考勤计分，满分为分以L

42.810%计入总分实验一间接药物分子设计10药效团模型及构建过程以分计；采用该模目标1和240方法软件操作（Sybyl等）型进行谱库搜索的结果以40分计；相关分析及文字表述以分计提交实验报告20（分制），以计入总分10010%实验二直接药物分子设计10蛋白分子信息的识别和图形修改操作以分目标1和220方法软件操作（Modeller计；蛋白质同源建模操作以40分计；模型评等）价以分计；其它相关分析和文字表述等按20分计，提交实验报告（分制），以2010010%计入总分课程论文70提交课程论文（100分制），得分以70%计目标2和3入总分

七、使用教材、主要参考书目和资料.计算机辅助药物设计导论（第二版），付伟，叶德泳，化学工业出版社，第版

12017.

91.《药物设计学》，徐文芳.人民卫生出版社，第版

22011.1,

2.《药物结构优化设计策略和经验规则》，盛春泉，李佥化学工业出版社，第版3I.

2018.11《实用生物信息学》，冯世鹏，汤华，周犀，周智.电子工业出版社，第版

4.

2017.81《基于结构的药物及其他生物活性分子设计工具和策略》，等著（美）；药明康德新

5.Arun K.Ghosh药开发有限公司译.科学出版社，第版

2017.

41.《常用计算机辅助药物设计软件教程》，张亮仁,中国医药科技出版社，6《计算机辅助药物设计》，魏冬青等.上海交通大学出版社第版

7.,

2017.3:1。