Nature：学术热点引来争议！最火热的技术被广大科研人员认可！

 

    “AI for Science”作为科研范式的重大改变，给生命科学机理探索和药物研发带来变革性的洞见和视角的同时，也带来更丰富的研究工具和研究方法以计算生物、计算机辅助药物设计（CADD）、AI药物发现（AIDD）为代表的计算驱动手段相继在生物机理的探索、靶标发现和精准医疗、药物发现与设计等领域取得了显著的进步。

AI4S与生物计算分论坛，聚焦探索AI与生命科学、药物研发的深度融合，报告嘉宾在蛋白质从头设计、CADD与AIDD中结构数据的有效利用、蛋白复合物结构预测模型的完全开源、AI赋能医药研发、新药设计的挑战与机遇等AI for Life Science前沿领域进行了分享。

AI4S与生物计算分论坛，进一步加快AI4S在生命科学的扩散，加深生命科学领域的科学家、工程师对AI4S的理解和认知，催化AI4S与生命科学、生物计算的迅速融合 蛋白质结构解析的传统方法与研究进展，以及新兴的互联网技术与计算机算法为蛋白质科学研究领域带来的影响与对未来展望。

诸如此类的的基础研究对农业的发展是必不可少的，除此之外，通过多种生物信息学工具预测蛋白质之间的的相互作用，不仅可以为接下来作物抗病育种的研究带来理论支撑，也在一定程度上反应传统农业研究与互联网时代农业研究在各个分面的差别。

一、科研背景

CADD计算机辅助药物设计

依据生物化学、酶学、分子生物学以及遗传学等生命科学的研究成果，针对这些基础研究中所揭示的包括酶、受体、离子通道及核酸等潜在的药物设计靶点，并参考其它类源性配体或天然产物的化学结构特征，以计算机化学为基础，通过计算机的模拟、计算和预算药物与受体生物大分子之间的相互作用，考察药物与靶点的结构互补、性质互补等，设计出合理的药物分子。

它是设计和优化先导化合物的方法，CADD的应用，包括基于结构的药物设计（SBDD）、基于配体的药物设计（LBDD）、高通量虚拟筛选（HTVS）等技术，突破了传统的先导物发现模式，极大地促进了先导化合物发现和优化。

特别是在食品、生物、化学、医药、植物、疾病方面应用广泛！靶点的发现与确证是现代新药研发的第一步，也是新药创制过程中的瓶颈之一CADD的应用可以加快靶点发现的速度，提高靶点发现的准确度，从而推进新药研发

AIDD人工智能药物发现与设计

是近年来非常火热的技术应用，且已经介入到新药设计到研发的大部分环节当中，为新药发现与开发带来了极大的助力随着医药大数据的积累和人工智能技术的发展，运用AI技术并结合大数据的精准药物设计也不断推动着创新药物的发展。

在新型冠状病毒的治疗方案中，通过一系列计算机辅助药物生物计算的方法发现一大类药物分子可以有效阻止新冠病毒的侵染，为治疗新冠提供了新思路倾向于机器对数据库信息的自我学习，可以对数据进行提取和学习，一定程度上避免了化合物设计过程中的试错路径，同时还会带来很多全新的结构，为药物发现打破常规的结构壁垒。

蛋白质晶体结构解析

近年来结构生物学发展迅速并和其他学科相互渗透交叉,特别是受到结构基因组学等热点学科的极大带动作为结构生物学的基本手段和技术,蛋白质晶体学从解析简单的蛋白质三维结构延伸到解决各类生物大分子及复合物结构,并更加注重研究结构与功能之间的相互关系,派生出诸如基于结构的药物设计等应用性很强的分支。

生物技术及计算机技术的飞速发展,尤其是高通量技术在生物学领域的应用,为蛋白质晶体学带来了全新的概念和更加广阔的前景

二、培训学习目标CADD计算机辅助药物设计课程：让学员能够掌握包括PDB数据库、靶点蛋白、蛋白质-配体、蛋白-配体小分子、蛋白-配体结构、notepad的介绍和使用、分子对接、蛋白-配体对接、虚拟筛选、蛋白-蛋白对接、蛋白-多糖分子对接、蛋白-水合对接、Linux安装、gromacs分子动力学全程实操、溶剂化分子动力学模拟

AIDD人工智能药物发现与设计课程：让学员了解药物发现的前沿背景，学习人工智能领域的各类常见算法，熟悉工具包的安装与使用，掌握一定的算法编程能力，能够运用计算机方法研究药物相关问题通过大量的案例讲解和实践操作，具备一定的AIDD模型构建和数据分析能力。

蛋白质晶体结构解析课程：让学员了解蛋白质晶体结构解析的原理、方法与技术，学习分子克隆、蛋白表达纯化、蛋白结晶方法、软件安装，蛋白结构数据处理，得到高分辨率的蛋白晶体结构使学员通过本次课程的学习，很轻松地解析出蛋白晶体结构，并进行晶体结构的精修。

三、授课专家

        CADD主讲老师来自国内高校、中科院等单位，老师主要擅长深度学习、机器学习、药物虚拟筛选、计算机辅助药物设计、人工智能药物发现、分子对接、分子动力学等方面的研究，在我们单位长期进行授课，讲课内容和授课方式以及敬业精神受到参会学员 的一致认可和高度评价

       AIDD授课老师，有十余年的计算机算法研究和程序设计经验研究方向涉及生物信息学，深度学习，药物靶标识别，药物不良反应等参与了国自然基金2项，主持了省厅级科研项目3项一作身份发表SCI论文数篇，包括BMC Bioinformatics, Journal of Biomedical Informatics, International Journal of Molecular Sciences等知名期刊。

      蛋白质晶体结构解析主讲老师为国内985、双一流大学，主要擅长多种分子克隆技术、深度学习、机器学习、蛋白质的表达纯化、蛋白晶体的生长及优化、Ubuntu系统操作、蛋白晶体结构的解析及精修四、课程内容。

课程一、CADD计算机辅助药物设计

第一天上午背景与理论知识以及工具准备 1.PDB数据库的介绍和使用1.1数据库简介1.2靶点蛋白的结构查询与选取1.3靶点蛋白的结构序列下载1.4靶点蛋白的下载与预处理1.5批量下载蛋白晶体结构2.Pymol的介绍与使用

2.1软件基本操作及基本知识介绍2.2蛋白质-配体相互作用图解2.3蛋白-配体小分子表面图、静电势表示2.4蛋白-配体结构叠加与比对2.5绘制相互作用力3.notepad的介绍和使用3.1 优势及主要功能介绍

3.2 界面和基本操作介绍3.3插件安装使用下午一般的蛋白-配体分子对接讲解 1.对接的相关理论介绍1.1分子对接的概念及基本原理1.2分子对接的基本方法1.3分子对接的常用软件1.4分子对接的一般流程

2.常规的蛋白-配体对接2.1收集受体与配体分子2.2复合体预构象的处理2.3准备受体、配体分子2.4蛋白-配体对接2.5对接结果的分析以新冠病毒蛋白主蛋白酶靶点及相关抑制剂为例第二天虚拟筛选 1.小分子数据库的介绍与下载

2.相关程序的介绍2.1 openbabel的介绍和使用2.2 chemdraw的介绍与使用3.虚拟筛选的前处理4.虚拟筛选的流程及实战演示案例：筛选新冠病毒主蛋白酶抑制剂5.结果分析与作图6.药物ADME预测

6.1ADME概念介绍6.2预测相关网站及软件介绍6.3预测结果的分析第三天拓展对接的使用方法 1.蛋白-蛋白对接1.1蛋白-蛋白对接的应用场景1.2相关程序的介绍1.3目标蛋白的收集以及预处理1.4使用算例进行运算

1.5关键残基的预设1.6结果的获取与文件类型1.7结果的分析以目前火热的靶点PD-1/PD-L1等为例2.涉及金属酶蛋白的对接2.1 金属酶蛋白-配体的背景介绍2.2蛋白与配体分子的收集与预处理2.3金属离子的处理。

2.4金属辅酶蛋白-配体的对接2.5结果分析以人类法尼基转移酶及其抑制剂为例3.蛋白-多糖分子对接4.1蛋白-多糖相互作用4.2对接处理的要点4.3蛋白-多糖分子对接的流程4.4蛋白-多糖分子对接4.5相关结果分析

以α-糖苷转移酶和多糖分子对接为例5.核酸-小分子对接5.1核酸-小分子的应用现状5.2相关的程序介绍5.3核酸-小分子的结合种类5.4核酸-小分子对接5.5相关结果的分析以人端粒g -四链和配体分子对接为例。

操作流程介绍及实战演示第四天拓展对接的使用方法 1.柔性对接1.1柔性对接的使用场景介绍1.2柔性对接的优势1.3蛋白-配体的柔性对接重点：柔性残基的设置方法1.4相关结果的分析以周期蛋白依赖性激酶2（CDK2）与配体1CK为例

2.共价对接2.1两种共价对接方法的介绍2.1.1柔性侧链法2.1.2两点吸引子法2.2蛋白和配体的收集以及预处理2.3共价药物分子与靶蛋白的共价对接2.4结果的对比以目前火热的新冠共价药物为例3.蛋白-水合对接。

3.1水合作用在蛋白-配体相互作用中的意义及方法介绍3.2蛋白和配体的收集以及预处理3.3对接相关参数的准备重点：水分子的加入和处理3.4蛋白-水分子-配体对接3.5结果分析以乙酰胆碱结合蛋白(AChBP)与尼古丁复合物为例

第五天分子动力学模拟（linux与gromacs使用安装） 1. linux系统的介绍和简单使用1.1 linux常用命令行1.2 linux上的常用程序安装1.3 体验：如何在linux上进行虚拟筛选

2.分子动力学的理论介绍2.1分子动力学模拟的原理2.2分子动力学模拟的方法及相关程序2.3相关力场的介绍3.gromacs使用及介绍重点：主要命令及参数的介绍4.origin介绍及使用第六天溶剂化分子动力学模拟的执行

1.一般的溶剂化蛋白的处理流程2.蛋白晶体的准备3.结构的能量最小化4.对体系的预平衡5.无限制的分子动力学模拟6.分子动力学结果展示与解读以水中的溶菌酶为例第七天蛋白-配体分子动力学模拟的执行 1.蛋白-配体在分子动力学模拟的处理流程

2.蛋白晶体的准备3.蛋白-配体模拟初始构象的准备4.配体分子力场拓扑文件的准备4.1 高斯的简要介绍4.2 ambertool的简要介绍4.3生成小分子的力场参数文件5.对复合物体系温度和压力分别限制的预平衡

6.无限制的分子动力学模拟7.分子动力学结果展示与解读8.轨迹后处理及分析以新冠病毒蛋白主蛋白酶靶点及相关抑制剂为例下方为部分案例图：

课程二、AIDD人工智能药物发现与设计

（第一天）人工智能与药物发现用工具的介绍与安装从CADD到AIDD的介绍1.计算机辅助药物设计(CADD)简介1.2.分子对接与分子动力学背景介绍1.3.人工智能药物发现(AIDD)简介2.机器学习与深度学习在药物发现中的背景介绍

2.1药物发现与设计2.2基于结构的药物发现与设计2.3基于配体的药物发现与设计3.1Anaconda3/Pycharm安装3.2python 编程基础3.3Pandas基础3.4NumPy基础3.5RDKit基础

3.6Pytorch基础3.7Tensorflow基础3.8DeepChem基础（第二天）机器学习与药物发现(分类任务)1.分类模型的构建与应用1.1逻辑回归算法原理1.2朴素贝叶斯算法原理1.3k最近邻算法原理

1.4支持向量机算法原理1.5随机森林算法原理1.6梯度提升算法原理1.7多层感知机算法原理1.8特征工程1.9缺失值填补2.特征归一化2.1变量筛选2.2模型评估方法2.3交叉验证2.4外部验证3.分类模型的常用评价指标

3.1混淆矩阵3.2准确率3.3敏感性3.4特异性3.5模型选择3.6格点搜索超参数调优3.7k折交叉验证分类模型的实例讲解与练习，以给定数据集为例，讲解基于以上机器学习算法的生物活性或ADMET性质预测模型。

引导学员构建自己的数据模型，并用于小分子化合物的活性或ADMET性质预测（第三天）机器学习与药物发现(回归任务)1.随机森林回归2.支持向量机回归3.XGboost回归4.多层感知机回归5.神经网络回归

6.回归模型的常用评价指标6.1MSE6.2RMSE6.3MAE6.4R2QSAR/3D-QSAR模型以给定数据集为例，讲解基于上述几种机器学习算法构建生物活性如pIC50或ADMET性质预测模型（第四天）。

深度学习与药物发现1.深度学习的发展历程与在药物开发中的应用1.1多层感知机/人工神经网络1.2基于梯度的学习1.3反向传播算法1.4随机梯度下降1.5卷积神经网络介绍1.6图神经网络介绍基于PyTorch的多层感知机算法的实例讲解与练习

以给定数据集为例，讲解基于多层感知机的化合物性质预测模型以给定数据集为例，讲解基于卷积神经网络的化合物图像预测分类模型以给定数据集为例，讲解基于图神经网络对化合物的毒性分类预测模型(第五天)分子生成模型。

1.生成式对抗网络(GANs)的基本原理1.2生成器1.3判别器1.4循环神经网络(RNN)1.5长短期记忆网络(LSTM)2.基于上下文的循环神经网络序列建模3.基于字符串的小分子化合物生成模型4.基于图数据的小分子化合物生成模型

实例讲解与练习，以给定数据集为例，构建分子生成模型。

课程三、蛋白质晶体结构解析

第一天蛋白质结晶前准备1.目的蛋白质信息检索（包括实操演示）1.1不同种属的蛋白1.2蛋白质一级结构的调查1.3蛋白质三级结构的预测1.4 蛋白质理化特性的预测1.5 蛋白质的配体和共价修饰2. 分子克隆技术

2.1 目的基因的获取（包括实操演示）2.2 目的基因的引物设计（包括实操演示）2.3传统克隆技术（涉及学习SnapGene软件，包括实操演示）2.4 无缝克隆技术（涉及学习SnapGene软件，包括实操演示

）以某一基因进行操作演示3. 利用大肠杆菌表达目的蛋白3.1 目的蛋白的小量鉴定表达3.2 目的蛋白的大量表达3.3 收菌和裂解菌体3.4 裂解液的离心3.5 目的蛋白的浓缩3.6 目的蛋白浓度的测定4. 真核表达系统

第二天蛋白质结晶技术1. 蛋白晶体结构的特征1.1 蛋白晶体的空间格子、晶胞和晶面指标1.2 蛋白晶体的对称性、点群、晶系和空间群2.蛋白质晶体生长的理论知识（详细讲解温度、pH值、离子强度、有机溶剂、

沉淀剂，等等，对蛋白晶体生长的影响；影响蛋白质晶型的因素）3. 蛋白质晶体生长条件的初筛（详细讲解晶体初筛的注意事项）4. 蛋白质晶体生长条件的优化 （详细讲解晶体优化的方法，包括改变pH值、沉淀剂，等因素）

5. 晶种法优化蛋白质晶体生长条件6. 蛋白晶体的挑选和防冻液的配制第三天蛋白晶体衍射数据收集1. X射线衍射1.1. X射线衍射原理1.2. X射线衍射的电子密度1.3. 晶体结构解析的相角问题2. 上海

光源线站BL18U1、BL19U1和BL02U1收集数据的方法 （重点详细讲解，可能需要更长的时间）3.蛋白晶体结构解析软件的安装（包括Ubuntu系统、Phenix软件、CCP4软件、PyMoL软件、

XDS软件和Adxv软件）第四天蛋白晶体结构解析1.晶体结构的解析1.1. 晶体结构解析流程1.2.Index、Intergrate和Scale1.3. 分子置换技术（包括实操演示）1.4. 蛋白晶体结构的重建

（包括实操演示）1.5. 蛋白晶体结构的优化（包括实操演示）2. 晶体结构的精修（涉及COOT软件、Phenix软件和CCP4软件，包括实操演示）3. 晶体结构质量的评价指标（详细讲解各个评价指标）4. 

蛋白质结构中加入小分子配体5. 在结构解析过程中，如何利用软件提高分辨率（重点讲解，需要较长的时间）第五天蛋白晶体结构的提交及展示1. 从晶体生长到解析，详细剖析提高分辨率的方法（包括示例演示）2. 蛋白

晶体结构数据提交到PDB（包括实操演示）3.蛋白晶体结构的展示（包括实操演示）六、授课时间01CADD计算机辅助药物设计2023.7.29 -----2023.7.30 全天授课(上午09.00-11.30 下午13.30-17.00)

2023.8.1-----2023.8.4晚上授课(晚上19.00-22.00)2023.8.5-----2023.8.6全天授课(上午09.00-11.30 下午13.30-17.00)2023.8.8-----2023.8.9晚上授课(晚上19.00-22.00)

02AIDD人工智能药物发现与设计2023.8.5 -----2023.8.6 全天授课(上午09.00-11.30 下午13.30-17.00)2023.8.8-----2023.8.9晚上授课(晚上19.00-22.00)

2023.8.12-----2023.8.13全天授课(上午09.00-11.30 下午13.30-17.00)03蛋白质晶体结构解析2023.08.01----2023.08.04晚上授课(晚上19.00-22.00)

2023.08.05 -----2023.08.06 全天授课(上午09.00-11.30 下午13.30-17.00)2023.08.08-----2023.08.09晚上授课(晚上19.00-22.00)

（腾讯会议直播上课提供录像回放  录像永久观看）七、报名费用公费价：每人每班￥5880元 （含报名费、培训费、资料费）自费价：每人每班￥5480元 （含报名费、培训费、资料费）优惠一、两班同报：9680    三班同报：13680

优惠二：提前报名缴费可享受300元优惠（仅限十五名)报名费用可开具正规报销发票及提供相关缴费证明、邀请函，可提前开具报销发票、文件用于报销证书：参加培训并通过考试的学员，可以申请获得工业和信息化部工业文化发展中心颁发的“工业强国建设素质素养提升尚工行动”岗位能力适应评测证书。

该证书可在中心官网查询，可作为能力评价，考核和任职的重要依据评测证书查询网址：www.miit-icdc.org（自愿申请，须另行缴纳考试费500元/人）培训福利及授课方式报名缴费成功赠送报名班型全套预习视频，课后学习完毕提供全程录像视频回放，针对与培训课程内容进行长期答疑，微信解疑群永不解散，参加本次课程的学员可免费再参加一次本单位后期组织的相同的专题培训班（任意一期都可以）

通过腾讯会议线上直播，从零基础开始讲解，600余页电子PPT和教程＋预习视频提前发送给学员，所有培训使用软件都会发送给学员，附赠安装教程和指导安装，培训采取开麦共享屏幕和微信群解疑，学员和老师交流、学员与学员交流，培训完毕后老师针对与培训内容长期解疑，培训群不解散，往期培训学员对于培训质量和授课方式一致评价极高

  学员实操及科研问题老师解答

八、往期参会单位

    国外院系高校：有来自麻省理工大学、University of Bristol (布里斯托大学)、加州伯克利大学、Osaka University(大版大学）、乔治梅森大学、加州理工大学、曼彻斯特大学 、莱斯大学、波士顿大学、德州 农工大学、德雷克大学、美国联合大学、普林斯顿大学、斯坦福大学、Imperial College London、 KAUSTuniversity、理海大学、TheUniversityofQueensland、澳大利亚昆士兰大学、耶鲁大学、牛 津大学、剑桥大学、匹兹堡大学、悉尼大学、多伦多大学、西雅图华盛顿大学、伦敦大学、杜克大学、东 京大学、哥伦比亚大学、康奈尔大学、纽约大学、西北大学、布朗大学、华盛顿大学 

      国内院系高校：有来自中山大学肿瘤防治中心（中山大学附属肿瘤医院、中山大学肿瘤研究所）、中山大 学、北京大学第一医院、中国医学科学院北京协和医院、西北民族大学、西南大学、山东大学、加州伯克 利大学、启元实验室、中国人民解放军总医院第一医学中心、河南师范大学、南京工业大学、南方科技大 学、南京大学、中国医学科学院基础医学研究所、青海省农林科学院、天津中医药大学第一附属医院、山东大学、黑龙江八一农垦大学、南昌大学第二附属医院、台州市中心医院（台州学院附属医院）、宁波大 学附属人民医院、新疆农业大学、北京林业大学、广西医科大学、湖南文理学院、滨州医学院、滨州医学 院烟台附属医院、华南师范大学、中国环境科学研究院、云南师范大学、昆明理工大学、湖北医药学院、 苏州大学、福州大学、南方医院、南昌大学第二附属医院、深圳市中医院、湖南文理学院、河南科技学 院、福建省立医院、中南大学湘雅医院、深圳市中医院、省立同德医院、内蒙古科技大学包头师范学院、 乌鲁木齐市疾病预防控制中心、中国林业科学研究院林业研究所、中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究 所、鲁东大学、河北工程大学、南方医科大学珠江医院、首都医科大学附属北京妇产医院、重庆医科大学 附属第二医院、北京普利智诚生物技术有限公司、复旦大学上海医学院、陕西中医药大学附属医院、中国 医学科学院血液病医院（中国医学科学院血液学研究所）、滨州康达欣医疗器械有限公司、深圳北京大学 香港科技大学医学中心、天津市肿瘤医院、陆军特色医学中心、空军军医大学第一附属医院、江南大学、 中国科学院深圳先进技术研究院、中国科学院上海营养与健康研究所、北京阅众时刻文化传媒有限公司、 北京慧康健怡医疗器械有限公司、杭州奥明基因科技有限公司、亦欣生物科技无锡有限公司、广州市肖悦 生物科技有限公司、张家口泽涵生物科技有限公司、平安科技。

感谢对我们培训的认可！还有许多因为时 间冲突无法参加这次我们诚挚邀请您来参加！

报名咨询方式（请二维码扫描下方微信）

联系人：江老师电话：15565496888QQ：413074705引用往期参会学员的一句话： 发现真的是脚踏实地的同时  需要偶尔仰望星空非常感谢各位对我们培训的认可！  祝愿各位心想事成！

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