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場景3—— 藥企構建CADD/AIDD平臺 北鯤云為藥企提供多團隊、跨地域、一體化計算模擬平臺。平臺極易集成開源、商業及自研工具，結合可以編排的自動化流程共同構建CADD/AIDD平臺，根本性地減少了平臺開發工作。

沿著這條線，計算流體動力學(CFD) 模擬可以提供很多不同流體的流動如何影響藥物輸送過程或其他用于先導化合物發現的生物模擬研究的頂層視圖。生物模擬研究中的 CFD在以下兩種情況下，CFD 提高了生物模擬研究的結果： 使用 CFD了解藥代動力學非醫學背景的人可能想知道什么是藥代動力學。好吧，它是藥物研究的一個分支，研究我們體內的藥物輸送。

2） 基于分子對接的虛擬篩選 分子對接技術是指分子模擬環境中，兩個或兩個以上的分子模型通過幾何形狀、化學環境及能量的匹配形成最佳結合的技術。分子對接的虛擬篩選需要靶標生物大分子和小分子化合物的三維結構信息。

第五天上午 基于碎片藥物設計 1.

END 李建宗博士 畢業于四川大學生物信息學專業，目前工作于成都倍特藥業有限公司，專注于新藥研發領域和計算機輔助藥物設計方法的應用，已發表分子模擬方面的SCI論文10余篇。

GSK助理數據科學家Luisa Attfield表示：“從根本上來說，使用結合了CFD的代謝模型來查看小規模數據如何應用于更大的規模，比真正地在小規模中模擬2,000升的條件要容易得多。”

同時，為了使學生更加容易理解多次給藥下的劑量優化設計、穩態血藥濃度等概念，仿真模型采用最簡單的一室模型、靜脈給藥方案，模擬多次給藥場景。教師不僅可以指導學生獲得實時動態仿真藥時曲線，而且可以通過改變給藥劑量、給藥頻率等參數，觀察藥時曲線的實時變化，并對各個曲線圖的變化進行理論分析，以解決教學中學生對藥動學學習的各種疑點。下面對仿真模型所提供的五大模塊進行簡要說明。

背景：隨著分子病理學的發展，人們對疾病發生和藥物發揮藥效的分子機制有了更深入的認識，伴隨著蛋白質晶體學的發展，越來越多的蛋白質晶體被解析出來，更多的藥物與其靶標相互作用的三維結構被揭示，對于理解藥物發揮作用的機制起到關鍵作用。基于藥物靶點結構的合理藥物設計和篩選愈來愈受到重視，藥物靶點和配體的親和力以及相互作用的結構是十分重要的研究數據。

CADD是計算機輔助藥物設計的縮寫，通常指使用計算機模擬技術來幫助化學家和生物醫學研究人員設計更有效的藥物分子。在云超算平臺上，CADD可以利用高性能計算能力來進行大規模模擬和分析，提高藥物設計的效率和準確性。例如，可以使用CADD來模擬藥物分子與靶分子之間的相互作用，預測藥物的活性和毒副作用，并優化藥物分子的結構，以提高其治療效果。

均相與多相的模擬與計算(離子液體,小分子藥物自組裝，團簇) 2.1小分子與離子液體建模 2.2氣相分子，分子團簇與納米液滴的模擬 2..3復合物構象隨時間的變化 2.4.

“并通過案例展示了北鯤云在構建大型的多源分子庫、簡化虛擬篩選流程及蛋白質配體復合物的MD模擬等方面的解決方案。馮建新先生透露，未來還將對北鯤云CADD云平臺進行持續優化，實現更好的使用體驗。馮建新先生同其余四位科學家、企業家圍繞“AI制藥為新藥研發創造“”新可能“”展開圓桌討論，針對現在AI在藥物發現的環節里的商業模式，AI制藥目前的整體環境等問題進行了交流研討。

這些相互作用不僅影響著生物體內的各種生命活動，如信號傳導、代謝調控和藥物作用等，同時也是藥物設計和開發的核心內容。因此，深入理解并模擬這些相互作用過程，對于推動生命科學研究和藥物研發具有重要意義。本教程旨在為讀者提供一套完整的蛋白質與小分子配體相互作用模擬的流程和方法。

CFD 在模擬藥物顆粒混合過程中，通常將顆粒相簡化處理，難以準確反映顆粒間復雜的相互作用。而 DEM 可以針對不同形狀、大小和性質的藥物顆粒，設定精確的相互作用參數。在模擬藥物顆粒在混合器中的混合過程時，DEM 能夠詳細跟蹤每個顆粒的運動軌跡，分析顆粒的團聚與分散行為，預測混合時間和混合效果。

例如，藥物溶液設計、溶劑工程、生物膜相互作用等都依賴于對醇-水體系微觀結構的深入理解。傳統實驗雖然能觀察到宏觀性質變化，但在分子尺度上的機理揭示仍需借助分子動力學模擬。本案例基于GROMACS軟件，模擬分析乙醇-水混合液體系的互溶過程與氫鍵網絡特征，探索兩種液體互溶行為背后的分子機制。

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Gromacs 進行分子動力學模擬2.1 配體分子的處理2.2 蛋白結構的處理2.3 修改蛋白坐標文件2.4修改拓撲文件2.5構建盒子并放入溶劑2.6平衡系統電荷2.7能量最小化2.8 NVT平衡2.9 NPT平衡2.10 產出動力學模擬3.

但是你可以模擬它。Regeneron 是一家領先的生物技術公司，為患有嚴重疾病的人發明、開發和商業化改變生命的藥物。Kenyon 是一名機械工程師，擁有超過 15 年的計算和實驗工作相結合的經驗。其中一項成功是可穿戴機電藥物輸送裝置的跌落測試。 他說：“如果我們走開發設備、丟棄它、找出問題所在并修復它的傳統路線，那么我們就已經在做出設計和制造決策了。” “你受限了。

圖為惡性腫瘤靶標B-Raf激酶與藥物在原子水平上的相互作用在地震預測方面 ，“神威·太湖之光”也頗具神威。2017年，由清華大學、山東大學、國家超級計算無錫中心、南方科技大學共同研制完成的“非線性大地震模擬”實驗，借助“神威·太湖之光”的強大計算能力，首次成功實現了唐山大地震過程的精準模擬。這一過程對于科學家了解地震的發生和傳播規律具有重要的意義。

報名專題三贈送往期《GROMACS分子動力學蛋白模擬、藥物開發溶劑篩選》專題課程回放 5. 線上課程：課后提供本次報名參加所學線上專題的無限次回放視頻； 6.

相比僅觀察宏觀現象，分子動力學（MD）能在原子尺度直接揭示小分子的自組裝機理，直觀體現其自組裝過程，從而為藥物，納米材料設計提供理論依據。本案例基于GROMACS軟件，模擬分析匹格列酮四聚體的分子自組裝過程。