很多复杂系统都可以采用网络方法来分析和研究,如社会关系网络、食物链网络、蛋白相互作用网络、基因网络、代谢网络等等。网络方法在自然科学和社会科学研究中的成功应用拓展了人类对复杂系统的认识,取得了很多重要成果。一个细胞系统本身就是一个复杂的分子网络,在这个网络中,蛋白质、DNA、代谢产物和其它小分子相互作用,从而使细胞能够正确地完成其功能。药物对生物体的治疗或者副作用,也可以理解为是对生物体内复杂的分子网络的调控作用,从这个角度来说,药物进入生物体后就成为了细胞内复杂分子网络的一部分。在这样一个大的网络背景下来考虑药物的药效和副作用,可以极大地拓展药理学的研究视野。本文的基本想法是采用目前已知的药物靶点相互作用信息作为真实药物靶点相互作用网络的研究模型,通过构建适当的数据集,探索性建立药物靶点相互作用网络,并采用复杂网络理论来研究药物和靶点之间的相互作用规律。围绕这个目标,主要开展了两方面的工作：一是编写程序整合了RCSB PDB、 SCOP、 ENZYME、 DrugBank等公共数据库资源,建立了一个全新的蛋白质-配体数据库,实现了蛋白配体相互作用信息的跨库检索和收集,并对几种代表性多靶标配体的靶标作用倾向进行了统计分析。二是从蛋白-配体相互作用数据库出发,通过利用里宾斯基五规则,构建了药物靶点相互作用数据集,并采用网络理论研究了基于这一数据集的药物靶点相互作用网络性质。比如,连接度分布,团簇及子网结构以及小世界网络性质、无标度网络性质等。总之,本论文从复杂网络视角初步探讨了药物-靶点相互作用网络的结构和性质,为进一步的网络药理学研究奠定了基础。本论文的创新点在于从公共数据库出发,构建了新的药物-靶标相互作用数据库。该数据库不仅反应了药物和靶标之间是否存在相互作用,而且能够给出药物靶标相互作用位点等三维结构信息。同时,通过整合SCOP和ENZYME等数据库,可以从靶点结构、功能乃至序列等层面系统分析药物靶标相互作用规律。采用复杂网络方法对药物靶标相互网络进行了研究。计算分析了药物靶标相互作用网络的网络性质参数,发现了药物和靶标相互作用的幂指数规律,研究了该网络的子网拓扑结构、小世界网络、无标度网络等性质。