“药物设计、理论计算化学及分子模拟方法”

近年来，理论计算发展十分迅速，其在科研领域的作用越来越重要。目前理论计算已经成为发表重要科研成果的“标准配置”，发表高水平的文章更是不能缺少理论计算的助力，并且被广泛应用在化学、物理材料和生物等学科中。

小班授课，对知识进行由浅入深，层层递进，系统讲解，配合案例解析边讲边练，让学员能运用模拟软件针对每个技术点进行上机操作；在线学习后对学员提炼出的问题提供专业指导，从而更好地满足学员不同方面的论文及实际科研需求；课堂上建立专属班级交流平台，学员学完后可以继续在班级群与老师同学交流问题，巩固学习内容。

二、时间地点：
药物设计 2020年8月1日——8月3日在线直播（授课3天）
2020年8月14日——8月15日杭州（授课2天）
Gaussian 2020年8月8日——8月9日在线直播（授课2天）
2020年8月22日——8月23日线下培训（授课2天）
Gromacs 2020年8月1日——8月2日在线直播（授课2天）
2020年8月16日——8月17日杭州（授课2天）

三、报名费用：
药物设计：每人￥3900元（含报名费、培训费、资料费）
Gaussian：每人￥3600元（含报名费、培训费、资料费）
Gromacs：每人￥3300元（含报名费、培训费、资料费）
优惠一：7月20日前汇款可享受200元优惠（仅限前八名）；
优惠二：本人同时报多个课程，每个课程可享受300元学费优惠；
费用提供用于报销的正规机打发票及盖有公章的纸质通知文件；如需开具会议费的单位请联系招生老师要会议邀请函；
四、联系方式：
咨询电话：18600921351（微信同号）联系人: 赵老师
报名邮箱：zhaolaoshi33344@163.com 报名QQ: 321254790
官方网址：www.hdpaii.com
【注】1、开课前一周会务组统一通知；开课前一天会将直播链接及上机账号发至您邮箱或微信。如未收到请及时电话咨询！

五、培训课表：（共计三个）
“计算机辅助药物设计技术与应用”暑期培训班大纲
课程内容
生物分子互作基础 1.生物分子互作用研究方法
1.1蛋白-小分子、蛋白-蛋白相互作用原理
1.2 分子对接研究生物分子相互作用
1.3 蛋白蛋白对接研究分子相互作用
蛋白数据库 1. PDB 数据库介绍
1.1 PDB蛋白数据库功能与可获取资源
1.2 PDB蛋白数据库对药物研发的重要性
2.PDB 数据库的使用
2.1 靶点蛋白结构类型、数据解读及结构序列下载
2.2 靶点蛋白背景分析及相关数据资源获取
2.3 批量下载蛋白晶体结构
蛋白结构分析 1. Pymol 软件介绍
1.1 软件安装及初始设置
1.2 基本知识介绍（如氢键等）
2.Pymol 软件使用
2.1蛋白小分子相互作用图解
2.2 蛋白蛋白相互作用图解
2.3 蛋白及小分子表面图、静电势表示
2.4蛋白及小分子结构叠加及比对
2.5绘制相互作用力
2.6 Pymol动画制作
3.实例讲解与练习
同源建模 1. 同源建模原理介绍
1.1 同源建模的功能及使用场景
1.2 同源建模的方法
2. Modeller,Swiss-Model 同源建模；
2.1 同源蛋白的搜索（blast等方法）
2.2 蛋白序列比对
2.3蛋白模板选择
2.4 蛋白模型搭建
2.5模型评价（蛋白拉曼图）
2.6 蛋白模型优化
3. 实例讲解与练习
小分子构建 1. ChemDraw软件介绍
1.1小分子结构构建
1.2 小分子理化性质（如分子量、clogP等）计算
2. 实例讲解与练习

小分子化合物库
1. 小分子数据库
1.1 DrugBank、ZINC、ChEMBL等数据库介绍及使用
1.2 天然产物、中药成分数据库介绍及使用
生物分子互作用Ⅰ 1. 分子对接软件（Autodock或薛定谔) 使用
2.1半柔性对接
2.1.1 小分子配体优化准备
2.1.2 蛋白受体优化及坐标文件准备
2.1.3 蛋白受体格点计算
2.1.4 半柔性对接计算
2.2对接结果评价
2.2.1 晶体结构构象对比
2.2.2 能量角度评价对接结果
2.2.3 聚类分析评价对接结果
2.2.4 最优结合构象的选择
2.2.5 已知活性化合物对接结果比较
2.3柔性对接
2.3.1 小分子配体优化准备
2.3.2 蛋白受体优化及坐标文件准备
2.3.3 蛋白受体格点计算
2.3.4 柔性对接计算
2.3.5 柔性对接结果评价
2.3.6 半柔性对接与柔性对接比较与选择
2. 实例讲解与练习
虚拟筛选 1. 分子对接用于虚拟筛选（Vina或薛定谔）
1.1 虚拟筛选定义、流程构建及演示
1.2 靶点蛋白选择
1.3化合物库获取
1.4虚拟筛选（分子对接等）
1.5 结果分析（打分值、能量及相互作用分析）
2.实例讲解与练习
生物分子互作用II 1.预测蛋白-蛋白相互作用（ZDOCK或DS中的ZDOCK模块）
1.1 受体和配体蛋白前期优化准备
1.2 载入受体和配体分子
1.3蛋白蛋白相互作用对接位点设定
1.4蛋白蛋白对接结果分析与解读
2. 实例讲解与练习
构效关系分析 1. 3D-QSAR模型构建（Sybyl软件）
1.1 小分子、小分子数据库构建
1.3 小分子加电荷及能量优化
1.4 分子活性构象确定及叠合
1.5 创建3D-QSAR模型
1.6 CoMFA和CoMSIA模型构建
1.7 测试集验证模型
1.8模型参数、等势图分析
1.10 3D-QSAR模型指导药物设计
2. 实例讲解与练习
分子动力学模拟 1. Gromacs 进行分子动力学模拟
1.1 配体分子的处理
1.2 蛋白结构的处理
1.3 修改蛋白坐标文件
1.4修改拓扑文件
1.5构建盒子并放入溶剂
1.6平衡系统电荷
1.7能量最小化
1.8 NVT平衡
1.9 NPT平衡
1.10 产出动力学模拟
2. 分子动力学结果分析
2.1轨迹文件观察
2.2能量数据作图
2.3计算斜方差
2.4 测量回旋半径
2.5 计算结构的RMSD 值
2.6计算原子位置的根均方波动
2.7计算模拟过程中分子间的氢键的数目、距离或角度
3. 结合自由能计算
3.1 创建一系列反应路径分子构型
3.2 提取模拟间隔质心轨迹
3.3 模拟每个构型的伞形采样
3.4 柱状图分析计算结构自由能
4. 实例讲解与练习
答疑
部分案例图示：

理论计算化学基础暨Gaussian入门+进阶实战与应用
课程内容
一、计算化学理论及程序入门操作 1 理论计算化学简介——初识并掌握相关量子化学基础知识，了解不同理论方法和基组
1.1 理论计算化学概述
1.2 量子化学理论方法介绍及选择
1.3 基组介绍及选择
1.4 其他相关理论知识
2 Gaussian及GaussView操作基础及应用——经过实际课堂任务计算，掌握程序画图和提交任务
2.1 Gaussian及GV安装及设置（Win和Linux）
2.2 Gaussian基础知识及入门操作
2.3 GaussView使用及初步结构构建
2.3.1 Linux中命令介绍，formchk，unfchk，freqchk等；
2.3.2 掌握GaussView画图基础及Gaussian熟练提交任务。
2.4 深入认识输入文件和输出文件（Win和Linux）：逐行解析
二、Gaussian基础操作及实际计算过程
3 Gaussian基础操作Ⅰ：——掌握文章中初级结构示意图的输出
3.1 波函数及轨道分析
3.2 单点能的计算及详细数据获得
3.3 独立粒子模型
3.4 初步几何优化介绍
3.5 SCF收敛及稳定性
3.6 HOMO-LUMO 图输出
3.7 绘制自旋密度图
3.8 个性化示意图的绘制
4 Gaussian基础操作Ⅱ：——各个小节进行相应的实际计算
4.1 几何优化的算法及优化结构合理性判定方法
4.2 实时监控优化过程
4.3 优化中出错的解决
4.4 振动分析
4.5 高斯计算过程常见报错信息总结及解决办法
三、Gaussian进阶操作及实际计算过程 5 Gaussian进阶操作Ⅰ：——各个小节进行相应的实际计算
5.1 红外光谱
5.2 拉曼光谱
5.3 NMR计算
5.4 溶剂模型
5.5 垂直电离能及垂直电子亲和能的计算
6 Gaussian进阶操作Ⅱ：——各个小节进行相应的实际计算
6.1 过渡态搜索
6.2 势能面扫描
6.3 IRC计算
6.4 化学反应及反应路径计算
四、Gaussian计算实践专题与应用

7	Gaussian计算专题I——反应热力学性质计算

7.1 热力学应用
7.2 反应能垒
7.3 反应热力学数据获得：熵，焓，内能，零点能，吉布斯自由能的计算
8 Gaussian计算专题II——评估反应计算
8.1 过渡态搜索，各种文件解读及图形绘制
8.2 结合热力学计算评估反应
9 Gaussian计算专题III——模拟文献计算方法
9.1 Fukui函数介绍
9.2 亲点、亲核和自由基攻击
9.3 位点预测方法

9.4 文献中图形绘制及数据分析方法（模拟文献 Water Res. 2019,162:369-382）
10 Gaussian计算专题IV——静电势及预测位点计算
10.1 静电势计算及图形绘制
10.2 计算热力学能量
10.3 使用Fukui函数预测位点
11 其他相关软件介绍,如VMD、MS、VASP、LAMMPS、Gromacs等

GROMACS分子动力学模拟技术与应用
课程内容
分子动力学模拟基础 1 分子模拟入门理论——对分子动力学模拟原理介绍
1.1统计力学基本假设
1.2统计概率
1.3配分函数的定义
1.4系综简介和选择
1.5分子动力学的概念
1.6主要算法介绍：最速下降法、共轭梯度法
1.7积分步长的选取
1.8温度和压力控制
1.9周期性边界条件
1.10分子动力学模拟流程
GROMACS入门操作 2 GROMACS入门操作基础
2.1 Linux环境介绍
2.2 Linux命令入门基础——熟练掌握GROMACS所用的Linux命令
2.3 Linux并行操作方法
2.4 OpenMP内存贡献并行介绍
2.5 MPI分布式并行介绍和环境搭建
2.6 GROMACS的win版linux版编译安装——学会编译方法，针对自己体系编译软件
2.7 GROMACS涉及的各种输入输出文件参数介绍
2.8 GROMACS基本算法介绍
2.8 GROMACS力场介绍——深度探究力场具体形式，为以后创建自己体系做准备
OPLS为例，力场的各种参数说明
GROMACS建模
方法 3 GROMACS建模——掌握基本操作流程——使学员具有扎实的技术基础
3.1 Packmol，GaussView，vmd等建模软件的使用
3.2 建立各种体系模型
混合模型、界面模型、球体模型等
3.3 小分子各种力场TOP文件的建立，x2top, prodrg, ATB
itp, top的结构以及参数说明
3.4 建立均相、多相体系
3.5 如何修改力场参数
GROMACS初级
分析工具讲解 3 GROMACS分析工具——掌握基本数据分析——使学员具备问题解决能力
3.6 LJ流体，甲烷，水纯物质模拟
3.7 模拟轨迹分析（trajectory，sasa，rdf，freevolume等）
3.8 生成拓扑结构和坐标文件（editconf，genconf，pdb2gmx等）
3.9 模拟能量分析（energy，enemat等）
3.10 系统动态结构分析（cluster，confrms，midist等）
3.11 空间分布性质（gyrate，msd，rdf，traj等）
3.12 分子结构分析（hbond，order，principal，spol等）
3.13 静电作用分析（dielectric，dipoles，potential等）
3.14 介面作用分析（density，densmap，h2order等）
3.15 光谱学分析（anaeig，nmeig等）
GROMACS算例 4 GROMACS计算实例——熟练掌握GROMACS计算一整套流程
4.1 纯相、多相混合体系模拟计算
冰、水、甲烷等、超临界二氧化碳等
乙醇等极性溶剂
石油化工领域等、聚合物分子等
4.2 界面模拟计算
气液界面、固液界面、油水界面
表面活性剂的界面模拟
4.3 物理场下的模拟计算
静电场、微波场、高斯脉冲场
4.4 石墨烯、纳米管的模拟
复杂体系建模分析（一）
5 伞形采样——计算结合自由能
5.1 创建一系列反应路径分子构型
5.2 提取模拟间隔质心轨迹
5.3 模拟每个构型的伞形采样
5.4 柱状图分析计算结构自由能
6 药物分子开发溶剂筛选
6.1 介绍热力学积分方法
6.2 构建药物分子模型
6.3 建模药物分子溶解在水相，油相和醇相
6.4 计算不同相态下的分配系数
6.5 快速预测药物分配系数方法
7 固/晶体建模仿真
7.1 固/晶体结构建模
7.2 插入溶剂分子
7.3 模拟系统达平衡
7.4 分析固/晶体结构变化
8 磷脂双分子层生物膜建模
8.1 磷脂分子结构建模
8.2 磷脂双分子层建模
8.3 模拟水通道（蛋白、多肽、高分子、碳纳米管等）
8.4 插入溶剂分子
8.5 模拟系统达平衡
8.6 分析溶剂分子扩散速率
9 讨论学员感兴趣的相关问题
复杂体系建模分析（二）