面向CADD的基礎(chǔ)庫MORT的設(shè)計(jì)和開發(fā).pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)（CADD）和計(jì)算生物學(xué)的不斷發(fā)展，國內(nèi)外涌現(xiàn)出了大量的研究小組和機(jī)構(gòu)致力于相關(guān)軟件包和程序的開發(fā)，而AMBER無疑是其中最為成功的實(shí)例之一。AMBER由若干功能不同的部分構(gòu)成，其中 XLEAP主要用來對分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行操作以及為后續(xù)的分子模擬生成所需的坐標(biāo)文件和參數(shù)文件。然而，XLEAP雖然采用了面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)思想，使用的編程語言卻是不支持面向?qū)ο缶幊痰腃語言，導(dǎo)致了其源代碼很難被理解及拓展。因此，使用合理的設(shè)計(jì)方法

2、開發(fā)一個(gè)新的類似于 XLEAP的程序庫將會(huì)給科學(xué)研究者帶來極大的方便，也會(huì)為后序的程序開發(fā)提供很好的基礎(chǔ)。因此，我們開發(fā)了面向CADD的C++基礎(chǔ)庫MORT（Molecular Object and Relevant Templates）。
　　在本論文中，我們首先介紹了MORT的基本結(jié)構(gòu)，包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和應(yīng)用的算法。通過使用這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，開發(fā)了大量用于處理分子結(jié)構(gòu)和計(jì)算能量的函數(shù)。這些函數(shù)大致可以分為兩種類型，一類是與待處理

3、的對象（原子、殘基等）相關(guān)的函數(shù)，這些函數(shù)用來對這些對象進(jìn)行包括增加、刪除、修改等操作。另一類函數(shù)則用來處理這些對象的各類性質(zhì)，例如計(jì)算能量、生成拓?fù)湮募鹊?。MORT采用了C++進(jìn)行編寫，使用了關(guān)系模型而不是層次模型來存儲(chǔ)分子信息，從而使得該程序庫更加易于被理解和拓展。
　　其次，基于MORT，我們發(fā)展了小分子鍵型預(yù)測算法 Fixbond。在使用基于分子力場的模擬方法時(shí)，鍵的類型與參數(shù)的選擇是密切相關(guān)的。該算法主要使用三種規(guī)則來

4、進(jìn)行鍵型的自動(dòng)預(yù)測，分別為：1.硬規(guī)則；2.長度規(guī)則；3.共軛規(guī)則。這三個(gè)規(guī)則的組合使用使得我們的算法在預(yù)測鍵型方面比其他程序具有更高的預(yù)測精度。雖然Fixbond在處理若干結(jié)構(gòu)比較古怪的分子鍵型時(shí)還存在一定的問題，但它已經(jīng)能夠很好地處理有坐標(biāo)錯(cuò)誤的結(jié)構(gòu)。在未來，我們計(jì)劃在從以下兩個(gè)方面對算法進(jìn)行改進(jìn)：1.在確定鍵的連接方面，我們計(jì)劃設(shè)計(jì)和使用更好的規(guī)則來檢測那些本應(yīng)該相連但是被忽略的鍵的連接，并且減少過連接的鍵；2.更精確地定義鍵熵，