یکی از مشکلاتی که جامعه بشری همیشه با آن روبرو بوده، مقابله با انواع بیماری‌هایی است که سلامت انسان‌ها را به مخاطره انداخته و همواره یکی از مهمترین دغدغه‌های محققان یافتن داروهای موثر، برای رفع این معضل و یا کاهش عوارض این بیماری‌ها بوده است. بروز انواع بیماری‌ها از قبیل سرطان، آلزایمر، بیماری ایدز، بیماری‌های مشترک انسان و دام و مقاوم شدن ویروس‌ها در برابر آنتی بیوتیک‌ها و ... همه از جمله مواردی می‌باشند که ذهن دانشمندان را در جهت یافتن داروهای موثر و کارآمد برای مقابله با این بیماری‌ها معطوف خود نموده‌اند. در گذشته روند کشف و توسعه داروهای جدید، به روش آزمون و خطا صورت می‌گرفت که روشی وقت‌گیر و هزینه‌بر است. محدودیت دیگری که در این راه دانشمندان با آن مواجه می‌باشند، عدم اطلاع آنها از فعالیت دارویی ترکیبات، قبل از انجام سنتز و بررسی تجربی آنها بوده و به همین دلیل یکی از مهمترین اهداف شیمیدان‌‌ها و محققان دارویی پیش‌بینی فعالیت ترکیبات، قبل از سنتز و یا انجام آزمایش بر روی آنها میباشد. چرا که انجام بسیاری از آزمایشات مستلزم صرف زمان و هزینههای زیادی است. از اینرو نیاز به استفاده از روشهای تئوری و محاسباتی که بدون انجام آزمایش بتوانند ویژگی و یا فعالیت ترکیبات جدید را پیش‌بینی کنند ضروری به نظر می‌رسد.
یکی از موضوعات مورد توجه و با اهمیت در رشتهی داروسازی و تخصص شیمی دارویی طراحی دارو میباشد. امروزه روند پیشرفت در علوم کامپیوتر و محاسبات منجر به جایگزینی روشهای منطقی و محاسباتی به جای روشهای سنتی و تصادفی در طراحی دارو شده است. بنابراین طراحی محاسباتی دارو به صرفهجویی در زمان و هزینههای آزمایشگاهی و پژوهشی میانجامد.
QSAR که در مطالعات مربوط به یافتن ارتباط کمی بین ساختار و فعالیت، مدل سازی کیفی و دسته بندی سیستم‌های شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرد توانسته یک راه حل برای رفع این محدودیت‌ها باشد. اساس QSAR روشهای برقراری ارتباط بین فعالیت مشاهده شده و ویژگی‌های ساختاری مولکول است. به این ترتیب با بررسی مجموعه‌ای از مولکول‌ها یک مدل پیشگو توسعه می‌یابد که می‌تواند برای پیش‌بینی فعالیت دیگر مولکول‌ها مورد استفاده قرار گیرد.
همچنین آگاهی از ساختار هدف بیولوژیکی، به ویژه سایت اتصال پروتئین، از دیدگاه طراحی دارو بسیار حائز اهمیت است، زیرا اطلاعات دقیق برهمکنش اتصال لیگاند می‌تواند در طراحی داروها استفاده شود. استفاده از این روش با عنوان طراحی دارو مبتنی بر ساختار پروتئین شناخته می‌شود. استفاده از ابزارهای محاسباتی چون مطالعات داکینگ مولکولی و شبیه سازی دینامیک مولکولی می‌تواند اطلاعات ارزشمندی در جهت طراحی داروی مفید و موثر در اختیار بگذارند. مطالعات داکینگ مولکولی اطلاعاتی نظیر نحوه برهمکنش دارو و پروتئین، جهت گیری دارو در سایت اتصال پروتئین و انرژی آزاد اتصال دارو به پروتئین را فراهم می‌کنند. مطالعات شبیه سازی دینامیک مولکولی نیز می‌توانند ساختار سه بعدی پروتئین را شبیه سازی نموده و درک و بینش دقیق تری نسبت به ساختار پروتئین ارائه نموده و همچنین می‌تواند پایداری سیستم کمپلکس دارو-پروتئین را مورد بررسی قرار دهند.
اخیراً، طراحی دارو مبتنی بر قطعات مولکولی (Fragment) بطور گسترده ای برای کشف داروهای جدید و موثر مورد استفاده قرار گرفته است. در این روش، غربال‌گری داروها بر روی مجموعه ای از قطعات مولکولی انجام می‌شود. سپس این قطعات مولکولی طی فرایند جفت شدن یا تکامل به ترکیبات فعال و گزینش پذیرتری تبدیل می‌شوند.
محتوای این کارگاه در سه بخش شامل «بخش اول: مقدمه ای در فرآیند طراحی دارو»، «بخش دوم: معرفی ابزارها و تکنیکهای محاسباتی» و «بخش سوم: یک مثال عملی از محاسبه توصیف کننده از برهمکنش دارو و پروتئین هدف » تهیه شده است. انتظار می رود این کارگاه به دانشجویان و محققان کمک کند تا فراخور رشته و نیاز خود، درک اولیه برای ورود به دنیای طراحی دارو را کسب نموده؛ سپس متناسب با نوع فعالیتهای علمی خود پایهی محاسباتی و ریاضیاتی خود را تقویت نمایند.
1- مقدمه ای در فرآیند طراحی دارو
2- معرفی انواع ابزارها و تکنیکهای محاسباتی در فرآیند طراحی دارو
3- طراحی دارو مبتنی بر لیگاند (Ligand based drug design (QSAR)
4- طراحی دارو مبتنی بر ساختار پروتئین (Structure based drug design)
5- طراحی دارو مبتنی بر قطعات مولکولی (Fragment based drug design)
http://bioinformatics.ut.ac.ir/node/3
نحوه نصب و راه اندازی سازگار و پروژه-محور نرم افزار های HyperChem, VMD, Autodock, Vina, MGLTools, Reduce در سیستم عامل ویندوز.
میدان های نیرو و توابع امتیازدهی و چگونگی اضافه کردن اتم-نوع (atom-type) جدید به آنها
نکات مهم مربوط به آماده سازی ساختار پیش از انجام داکینگ
روشهای مختلف تعیین بارهای اتمی و اثر آنها بر نتایج داکینگ
پایگاه داده ها و وب سرور های مهم مرتبط با یک پروژه داکینگ
خودکار سازی مراحل مختلف داکینگ از طریق خط فرمان
انجام داکینگ خودکار چندین لیگاند بر یک پذیرنده و یا یک لیگاند بر چندین پذیرنده
به کارگیری ابزارهای داکینگ در یک پروژه پیمایش مجازی (Virtual Screening)
نقش و اهمیت پارامتر های قابل تنظیم در فرایند داکینگ با AutoDock, AutoGrid و Vina
آشنایی با انواع و اهمیت اطلاعات ثبت شده در فایل های pdb, pdbqt, dpf, map, gpf, dlg, glg, ...
تحلیل نتایج داکینگ با استفاده از نرم افزار LigPlot
