眾所周知，先導(dǎo)化合物的發(fā)現(xiàn)是現(xiàn)代藥物設(shè)計和發(fā)現(xiàn)流程中最重要也是最困難的步驟。因此，研究人員開發(fā)了許多方法和策略，以期望獲得基于目標(biāo)靶點(diǎn)最有希望的先導(dǎo)化合物。其中，實驗室的高通量篩選（HTS）是20世紀(jì)90年代初廣泛應(yīng)用的大規(guī)模篩選方法，但由于其成本高，且命中率低而不受歡迎。但另一方面，計算機(jī)虛擬高通量篩選（vHTS）逐漸引起了先導(dǎo)化合物發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域研究人員的高度關(guān)注，vHTS主要利用高性能的計算資源，高度優(yōu)化后的軟件，以及可購買的化合物數(shù)據(jù)庫。分子對接作為基于結(jié)構(gòu)的虛擬篩選中最重要的方法，可以預(yù)測目標(biāo)靶點(diǎn)與配體的結(jié)合模式。
分子對接研究是應(yīng)用數(shù)學(xué)、生物和計算機(jī)模型來預(yù)測小分子對特定受體親和力的方法。嚴(yán)格來講，分子對接是一種基于計算機(jī)的分析，它可以根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)預(yù)測新化學(xué)實體（NCEs）或藥物的結(jié)合親和力。分子對接研究將分子生物學(xué)、生物技術(shù)、生物信息學(xué)、數(shù)學(xué)、化學(xué)與建模和計算機(jī)科學(xué)的進(jìn)步相結(jié)合，以提高對接軟件的預(yù)測能力。
藥物開發(fā)過程漫長而昂貴，而且NCE的流失率非常高，疾病的發(fā)病率逐年增加以及耐藥性的產(chǎn)生，都催促著藥物開發(fā)的提速。為了節(jié)省藥物發(fā)現(xiàn)和開發(fā)過程的資源，分子對接研究廣泛用于預(yù)測設(shè)計的類似物與特定受體的相互作用。而應(yīng)用到藥理學(xué)中，這些方法可以預(yù)測藥物在靶標(biāo)結(jié)合位點(diǎn)內(nèi)的親和力和藥物與特定代謝酶的相互作用來預(yù)測藥物的藥代動力學(xué)性質(zhì)，更好地理解生命系統(tǒng)的復(fù)雜性。
（1）為先導(dǎo)化合物的發(fā)現(xiàn)和優(yōu)化提供了有效的工具
研究小分子探針與細(xì)胞內(nèi)生物大分子的相互作用，確認(rèn)小分子在生物體內(nèi)的作用靶點(diǎn)，為新藥開發(fā)尋找新的突破口；以結(jié)構(gòu)生物學(xué)為基礎(chǔ)，對正常生理過程中及與肝癌、肝炎等疾病相關(guān)的重要蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行系統(tǒng)的研究與分析，得到蛋白質(zhì)藥靶的三維結(jié)構(gòu)，進(jìn)行藥物與靶標(biāo)蛋白相互作用的動力學(xué)模擬研究；同時充分利用現(xiàn)有藥物分子或中草藥有效成分，經(jīng)修飾和優(yōu)化，設(shè)計具有更高活性的先導(dǎo)化合物。
早期的藥物設(shè)計偏重于提高小分子活性的設(shè)計，并取得一定的成果。藥物研究過程一般是先利用化學(xué)計量學(xué)方法找到在分子和細(xì)胞水平活性較好的化合物，然后進(jìn)行實驗室動物實驗，即小分子要發(fā)展成藥物必須滿足：具有良好的吸收、分布、代謝和排泄性質(zhì)以及較低的毒性。在這個過程中，人們認(rèn)識到越早淘汰那些性質(zhì)較差的化合物，就越能更有效地減少人力、物力和藥物的開發(fā)周期。因此，發(fā)展、利用各種分子對接方法進(jìn)行新藥的發(fā)現(xiàn)已經(jīng)成為一個研究熱點(diǎn)。
（2）利用有機(jī)小分子作為有效的工具來探測生命體系
因為小分子化合物能夠與靶標(biāo)生物大分子作用并抑制或激活蛋白質(zhì)的生物功能。許多生物學(xué)家利用有機(jī)小分子作為有效的工具來探測生命體系。以分子對接為前提，幫助人們了解DNA損傷和修復(fù)的機(jī)理，合成出對某些與基因突變有關(guān)疾病的治療藥物。
此外，有學(xué)者用分子對接方法研究短小芽孢桿菌木聚糖酶與底物木聚糖的作用。因為木聚糖主要存在于農(nóng)業(yè)產(chǎn)物中，如：秸稈，玉米棒子，所以木聚糖酶可以降解這些農(nóng)業(yè)廢物。
（3）反向?qū)蛹暗鞍讛?shù)據(jù)庫搜尋在藥物研究中的應(yīng)用
近年來，發(fā)現(xiàn)單個靶點(diǎn)設(shè)計的小分子藥物往往不適用于較為復(fù)雜疾病（神經(jīng)性疾病、糖尿病、癌癥等），而臨床一些療效好的藥物往往同時作用于多個靶點(diǎn)。因此，一種用于小分子配體潛在結(jié)合蛋白分子的搜尋新的配體—受體反向?qū)樱╮everse docking）方法被提出。反向?qū)蛹暗鞍讛?shù)據(jù)庫搜尋在藥物研究中主要體現(xiàn)在兩方面。
一方面是可以幫助生物活性己知但作用機(jī)制尚不明確的候選藥物（化學(xué)合成物或天然產(chǎn)物），確定其潛在結(jié)合的靶蛋白，從而為其作用機(jī)制的解析提供新思路。
另一方面是可以為已知藥物或藥物先導(dǎo)物（作用機(jī)制明確），提供化合物次級結(jié)合蛋白信息，此外，次對接還可以預(yù)測與藥物或候選藥物毒副作用相關(guān)的潛在作用蛋白，對藥物研發(fā)候選分子的安全性評價提供了一種便捷、高效的工具。
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