2019分子模拟与蛋白互作研习班（3月北京班）

日期	时间	课程名称	课程内容
第一天	09:30-11:00	生物分子互作简介	1. 生物分子互作原理  2. 生物分子互作研究方法介绍
	11:00-12:00	蛋白质数据库	1. RCSB PDB数据库介绍及使用  2. RCSB PDB数据库的使用  3. PDB文件格式详解
	午餐、午休
	13:30-15:00	蛋白结构分析	1. 分子互作可视化软件Pymol、Chimera介绍  2. Pymol软件使用  3. Chimera软件使用
	15:00-17:00	同源建模  Homology modeling	1. 同源建模原理介绍  2. Swiss-model在线同源建模  3. 实例讲解与练习
		核酸三维结构获取	1. 核酸结构理化性质概论  2. Chimera等软件核酸结构构建
		化学小分子结构获取	1. ChemDraw等化学专业构图软件介绍  2. ChemDraw实例应用
第二天	09:30-12:00	分子对接  Molecular docking	1. 分子对接理论介绍  2. 分子对接软件Autodock、Vina等软件介绍  2. 分子对接软件(Autodock)的使用  3. 实例讲解与练习
	午餐、午休
	13:30-15:30	蛋白质-蛋白质对接	1. 大分子对接现状分析  2. 软件Rosetta软件介绍与使用  2. 软件z-dock软件介绍与使用  3. 实例讲解与练习
		蛋白质-核酸对接
	15:30-14:00	虚拟筛选  Virtual Screening	1. 计算机辅助虚拟筛选介绍  2. ZINC等小分子数据库介绍与应用  2. Autodock vina介绍及使用  3. 1000体系数据库虚拟筛选实例与练习
第三天	09:30-12:00	药物先导化合物设计与改造	1. 结构上阐述：药物耐药性机理  2. 以雌激素受体为例，在生物和化学基础上阐述药物改造机制  3. 相关问题答疑；
	午餐、午休
	13:30-16:00	文章作图  实例操作	1. 挑选最新Cell、Nature、Science、PNAS等高端杂志论文，进行生物计算论文思路阐述；  2. 挑选Cell、Nature、Science、PNAS等杂志中图形、表格，实例操作
	16:00~17:00	听课老师们在做项目探讨解疑

培训具体内容如下（包括但不局限于此）：

北京市计算中心·生物计算事业部培训内容

生物分子结构预测与优化

该部分主要包含对蛋白质和小分子结构的构建与优化。对于未知结构的蛋白质分子，在已知基因或氨基酸序列基础上，通过同源建模方法进行结构预测和同源构建。随后在建模蛋白质结构基础之上，利用动力学软件进行分子动力学模拟，以得到其最优结构模式。

	Modeller Easy Modeller Swift Modeller Discovery Studio Swiss Model I-TASSER HOMCOS …
图1 蛋白质同源建模与相关软件

       通过经典化学构图方法对小分子化合物进行结构构建，并采用量化软件（Gaussian，ORCA等）计算分子电荷分布、分子轨道和反应活化能等对其进行结构优化。

图2 小分子模型构建

生物分子间作用机理研究

生物分子间作用研究步骤，主要包含生物分子（蛋白－蛋白，蛋白－核酸和蛋白－配体）间相互作用模式。在获悉生物分子间作用模式前，首先对蛋白质进行活性口袋鉴定，而后利用对接软件进行分子间对接，并基于动力学软件进行动态模拟，通过分析相互作用模式和分子间相互作用能等来鉴定分子间作用机理。

1. 分子对接

分子对接是分子模拟的重要方法之一，其本质是两个或多个分子间的识别过程，涉及分子之间的空间匹配和能量打分，根据能量排名最终得到分子间的初步最优结构和结合模式。 
“蛋白-配体”间对接软件繁杂，本中心已有软件主要包括Autodock，Vina，Dock等等。

图3-1 蛋白-配体分子对接  图3-2 蛋白-配体分子对接结果分析

目前针对“蛋白-蛋白”与“蛋白-核酸”分子间的对接软件较少，最常用的为Rosetta。

图4 蛋白-核酸分子对接分析

图5 蛋白-蛋白大分子对接与分析

1. 分子动力学模拟

本中心目前拥有AMBER，GROMACS和NAMD等分子动力学软件，依托本中心计算资源，短时间内可进行100ns时间跨度动力学模拟。通过对模拟轨迹进行聚簇等分析，可获得分子间各状态相对稳定构型，并通过分析分子间相互作用模式和相互作用能等来鉴定分子间作用机理。

图6 分子动力学模拟与分析

药物先导化合物筛选、结构修饰与优化  

随着科技的发展，当前已经拥有庞大的生物分子数据库以及各种各样的药物分子数据库，而传统的实验手段已经难以从庞大的数据库中快速的筛选出符合特定需求的分子体系。目前我们已经可以通过分析确定药物的作用机制，并在此基础上通过计算机模拟筛选的方式快速的筛选出符合特定条件的一系列分子，从而大大的加快分子筛选过程。

图7通过分子对接和分子动力学模拟的手段来筛选所需要的分子

Cell、Nature、Science、PNAS发表文献实例讲解（举例） 

随着计算生物学的发展，目前该学科已经被广泛认可。其中Cell、Nature、Science、PNAS、JMC等顶尖杂志中作图出现频率越来约为广泛，我们将挑选文献中相关图形、表格，对整个文献思路进行阐述，并遵照文献中作图进行原图呈现，案例如下： 
（1）基因序列突变引发对应蛋白三维结构变化状况分析； 
（2）小分子结合位点相互作用体系变化分析； 
（3）文献作图实例操作。

-会议门票-

【报名费用】 
培训费：4000元，（含听课费、资料费、上机费，请自带笔记本电脑以备上机实践使用）； 教材：《高通量测序与高性能计算理论和实践》北京科学技术出版社； 附近最近酒店为：如家酒店（永丰店），可自行网上预定，食宿自理。 

【报名优惠政策】 

1、2.19日前报名并缴费可优惠200元； 

2、3人以上团体报名每人可减少300元； 

3、4+1团报，可免费赠送一个名额； 

以上优惠政策不能同时享受，只能享受其中一种。 

培训以收到学员培训费为成功报名，培训座位按收到费用先后顺序安排. 

-场馆介绍-