传统的药物设计方法耗时耗力,具有一定的随机性和盲目性,缺乏应有的合理性。随着自动化平台、计算化学、以及生物学的快速发展,基于计算机辅助的药物设计已逐渐成为重要的技术手段之一。本学位论文以计算机辅助药物设计的方法研究香豆素、新生霉素类等药物的抗癌活性和牛血清蛋白的三维结构以及其与氟喹诺酮类化合物的相互作用。论文的第一章,概述了计算机辅助药物设计的理论背景,详细介绍了定量构效关系(包括二维定量构效关系和三维定量构效关系)、分子对接以及同源建模方法,最后简单介绍了本论文的工作。论文的第二章,介绍了用三维定量构效关系和对接方法研究简单香豆素类化合物对蛋白激酶CK2的抑制活性。蛋白激酶CK2对生物体的健康起着非常重要的作用,尽管己经将其作为靶标开发出多种具有不同结构的抑制剂,然而目前人们尚未完全清楚这种蛋白酶的生理机制。为了从分子水平阐述抑制剂和蛋白酶之间的作用模式,进一步揭示二者之间的作用机理和构象变化,并在此基础上进行药物设计研究,本文选用新近发表的蛋白激酶CK2活性抑制剂为研究对象,应用分子对接(Docking)和三维定量构效关系(3D-QSAR)方法对香豆素类化合物和蛋白激酶CK2的相互作用进行了系统研究。详细考察了该类化合物结构与CK2抑制活性的关系,揭示了构成CK2活性口袋的主要残基,并且确定了化合物在活性口袋中的分子取向。通过探讨抑制剂分子和CK2的相互作用模式,提出了设计新抑制剂的方法。本研究成果对理解其作用机理及指导分子设计具有十分重要的意义和实用价值。论文的第三章,应用三维定量构效关系(3D-QSAR)方法对五十三个具有热休克蛋白Hsp90抑制活性的新型新生霉素类衍生物分别进行了基于配体的比较分子立场分析(CoMFA)和比较分子相似性(CoMSIA)分析研究。计算发现CoMFA和CoMSIA模型均具有很强的预测能力,结合该CoMFA和CoMSIA的等势面图,针对该类抑制剂进行了分子设计,构建出一系列具有更高预测抑制活性的分子。论文的第四章,研究了氟喹诺酮类化合物与牛血清蛋白的作用方式。氟喹诺酮类化合物是一种由喹诺酮萘啶酸演变而来的广谱革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌抗生素,由于这类化合物具有抗菌广谱、高活性、低毒副作用及临床高效等特点,已成为临床治疗上合成类抗生素的新星。而丰富且廉价的牛血清蛋白(BSA)在分离科学、蛋白质组学等方面都有很重要的研究价值。为了探索牛血清蛋白与氟喹诺酮类药物的作用机理,我们采用计算机模拟分子对接方法对其进行研究。由于至今还没有获得牛血清蛋白的三维结构,我们首先分别利用多种同源建模方法构建牛血清蛋白的三维结构并加以比较,然后采用Autodock分子对接研究牛血清蛋白和氟喹诺酮类化合物的作用模式,并与实验结果相比较。通过同源建模对BSA三维结构的构建,可以为涉及BSA结构的理论研究提供参考；同时对BSA与氟喹诺酮类药物的作用机理的对接探索,并将对接的结果与不同的实验方法得出的结论加以对比分析,也可为实验研究提供有益的参考。