摘 要 药物设计学是药学领域中的一门综合性学科，从药学的基本理论入手开发新型药物。药物化学结构的介绍是药物设计学课程中必不可少的内容，本文介绍了几种主要的化学信息软件，并探讨了这些软件在药物设计学教学中的实际应用。
【关键词】化学信息学；药物设计；化学结构
1 化学结构在药物设计中的重要性
药物设计学是在药物研究和开发中形成的一门综合性学科，它以化学生物学为主线，以药物分子的发现为目标。新颖的药物分子结构往往能带来较好的药物疗效。因此，对药物的化学结构的存储和表达就成为药物设计学中一个重要的教学内容。
化学分子的结构是三维立体的，但是在教学当中可以用二维图形表示化学分子。因此有二维化学结构软件和三维化学结构软件。
2 二维化学结构软件
2.1 Chemdraw
Chemdraw是Cambridge soft公司出品的Chemoffice系列的重要组成部分。可在Windows系统下进行操作，其用户界面友好，可以实现多种化学信息功能。包括化学分子的绘制、编辑和保存，以及实现对化学分子结构性质的预测。并能对图形进行翻转、旋转、缩放、存储、复制、粘贴等多种操作。ChemDraw可以预测化合物属性、光谱数据、IUPAC命名以及计算反应计量，节省研究时间的同时提高数据准确性。
Chemdraw可以说是目前最流行的一个二维化学信息软件，是药物设计学教学中重要的工具。
2.2 ISIS draw
ISIS Draw程序界面上方是常用的官能团与分子模板工具条，选取后直接在窗口中点击即可绘出化学结构。工具条依次排有各种工具按钮：选取、橡皮、绘制原子、化学键、链、箭头、括号、文本、线条、多边形等。ISIS Draw提供了即时帮助功能，只要你击活任一工具按钮，在按钮下方就会即时显示操作方法和工具按钮的作用，一目了然，无需你在浩瀚的帮助文件中费神地寻找，这充分显示了当今软件“界面友好”的流行趋势。虽然ISIS draw不如Chemdraw普及，但是其简洁的风格也受到很多药学教学工作者的青睐。
3 三维化学结构软件
3.1 Rasmol
Rasmol是计算化学与分子图形学的重要成果。他的作者是葛兰素威康公司（世界知名制药公司）研发中心的科学家Roger Sayle。Rasmol最大的特点是基本操作简单，运行迅速，对计算机的要求较低。除了小分子外，它还能实现对大分子，如蛋白质和DNA的显示功能，且显示模式非常丰富。而且它程序短小，功能强大。尚无在功能上出其右者。其显示窗口可以很简单通过选择相应的菜单来显示分子的三维结构。
在教学当中，学生可以在自己的电脑上就从互联网上的各种免费数据库中，下载所需观察与研究的分子坐标文件，进而通过Rasmol以各种模式、各种角度，甚至按照自己的意愿旋转着，观察此分子神秘的微观三维立体结构。该软件非常适用在教学资源不足的情况下使用。
3.2 Discovery Studio Visualizer
Discovery Studio是由Accelrys公司研发的新一代分子建模和模拟软件。它服务于生命科学领域的实验生物学家、药物化学家、结构生物学家、计算生物学家和计算化学家，应用于蛋白质结构功能研究，以及药物发现。Discovery Studio目前的主要功能包括：蛋白质的表征（包括蛋白-蛋白相互作用）、同源建模、分子力学计算和分子动力学模拟、基于结构药物设计工具（包括配体-蛋白质相互作用、全新药物设计和分子对接）、基于小分子的药物设计工具（包括定量构效关系、药效团、数据库筛选、ADMET）和组合库的设计与分析等。
Discovery Studio Visualizer是Discovery Studio软件的视图部分，虽然并不能实现Discovery Studio中重要的计算机辅助药物设计功能，但是其精美的界面在教学展示中会让学生对药物设计学产生浓厚的兴趣。Discovery Studio Visualizer对化学分子的显示有多种形式，包括线状、棍状、球棍状以及CPK表示方法。该软件还可以对分子的键长和键角进行测量，在探讨药物结构和靶标作用时，这项功能起到了很大的作用。在教学中，Discovery Studio Visualizer往往受到学生的喜爱。虽然相较于其他软件，Discovery Studio Visualizer的操作相对复杂，但是相应的锻炼了学生的动手动脑能力。
4 结语
化学结构的存储和表达在药物设计中是至关重要的。目前已经发现了上亿个化合物，这些化学分子中有很多可以成药的分子依然没有发现。因此，学习掌握多种化学信息软件在药物设计学的教学中是必不可少的。
参考文献
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[2]王艳，李祥新.用ISIS/Draw2.4轻松绘制化学图形[J].山东化工，2005（01）：37-39.
[3]顾燕红.黄晓江.用RasMol软件制作晶体结构的课件[J].物理与工程，2006（03）：33-34.
作者单位
哈尔滨医科大学生物信息科学与技术学院 药物基因组学教研室 黑龙江省哈尔滨市 150086