分子优化是药物发现过程中的一个重要组成部分,分子优化的目的主要是改善分子的药代动力学性质、降低分子的毒副作用以及规避专利保护等。传统的分子优化极大地依赖于药物化学家的个人经验,通过引入计算机辅助分子优化的手段,不仅可以增加设计分子的多样性,而且可以帮助评价分子的理化性质用于生化实验前的筛选,这极大地缩短了发现潜在先导化合物的周期。鉴于此,本文开发了基于碎片的分子优化工具,该工具主要采用两种方式实现分子优化:（1）分子替换。分子替换主要包括骨架跃迁和侧链替换,以期在保持蛋白-小分子结合模式的同时提高分子的药代动力学性质;（2）分子生长。分子生长的前提是靶标三维结构已知;依据结合口袋的残基属性,选取合适的分子碎片填补未被占据的空腔部位,以期能够增强蛋白-小分子间的相互作用或增加选择性。分子优化的基础是分子片段的选取。首先基于一定的切割规则,将小分子化合物数据库碎片化,得到分子片段（记录了每一片段的理化性质等信息）,根据不同的需求建立分子片段库。在建立碎片库的过程中,采用描述符（即分子指纹）来表示每一个片段,这样既可以降低其存储空间,又可以提高碎片的筛选效率。在分子优化过程中,当指定部位进行替换或生长时,该工具可以自动进行分子优化,对产生的结构进行评价筛选（包括分子的可合成性、亲和力等）,一般筛选出前200个结构用于进一步分析,结果最终通过网页展示,网页同时展示了每个结构的理化性质以及三维相互作用信息。本文开发的工具能够自动化完成分子替换或者分子生长,可以快速有效的帮助研究人员优化分子,提高分子的亲和力和选择性,降低毒性。本文将新发展的小分子优化工具设计成方便应用的网页服务,这增强了本文方法的实用性,降低了自动化药物设计的门槛,本文提供的工具可以让实验药物化学家方便的设计分子。