眾所周知，先導化合物的發(fā)現是現代藥物設計和發(fā)現流程中最重要也是最困難的步驟。因此，研究人員開(kāi)發(fā)了許多方法和策略，以期望獲得基于目標靶點(diǎn)最有希望的先導化合物。其中，實(shí)驗室的高通量篩選（HTS）是20世紀90年代初廣泛應用的大規模篩選方法，但由于其成本高，且命中率低而不受歡迎。但另一方面，計算機虛擬高通量篩選（vHTS）逐漸引起了先導化合物發(fā)現領(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(mǎi)的化合物數據庫。分子對接作為基于結構的虛擬篩選中最重要的方法，可以預測目標靶點(diǎn)與配體的結合模式。
分子對接研究是應用數學(xué)、生物和計算機模型來(lái)預測小分子對特定受體親和力的方法。嚴格來(lái)講，分子對接是一種基于計算機的分析，它可以根據化學(xué)結構預測新化學(xué)實(shí)體（NCEs）或藥物的結合親和力。分子對接研究將分子生物學(xué)、生物技術(shù)、生物信息學(xué)、數學(xué)、化學(xué)與建模和計算機科學(xué)的進(jìn)步相結合，以提高對接軟件的預測能力。
藥物開(kāi)發(fā)過(guò)程漫長(cháng)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(zhù)藥物開(kāi)發(fā)的提速。為了節省藥物發(fā)現和開(kāi)發(fā)過(guò)程的資源，分子對接研究廣泛用于預測設計的類(lèi)似物與特定受體的相互作用。而應用到藥理學(xué)中，這些方法可以預測藥物在靶標結合位點(diǎn)內的親和力和藥物與特定代謝酶的相互作用來(lái)預測藥物的藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)，更好地理解生命系統的復雜性。
（1）為先導化合物的發(fā)現和優(yōu)化提供了有效的工具
研究小分子探針與細胞內生物大分子的相互作用，確認小分子在生物體內的作用靶點(diǎn)，為新藥開(kāi)發(fā)尋找新的突破口；以結構生物學(xué)為基礎，對正常生理過(guò)程中及與肝癌、肝炎等疾病相關(guān)的重要蛋白質(zhì)的結構和功能進(jìn)行系統的研究與分析，得到蛋白質(zhì)藥靶的三維結構，進(jìn)行藥物與靶標蛋白相互作用的動(dòng)力學(xué)模擬研究；同時(shí)充分利用現有藥物分子或中草藥有效成分，經(jīng)修飾和優(yōu)化，設計具有更高活性的先導化合物。
早期的藥物設計偏重于提高小分子活性的設計，并取得一定的成果。藥物研究過(guò)程一般是先利用化學(xué)計量學(xué)方法找到在分子和細胞水平活性較好的化合物，然后進(jìn)行實(shí)驗室動(dòng)物實(shí)驗，即小分子要發(fā)展成藥物必須滿(mǎn)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(gè)過(guò)程中，人們認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(kāi)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)現已經(jīng)成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。
（2）利用有機小分子作為有效的工具來(lái)探測生命體系
因為小分子化合物能夠與靶標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)家利用有機小分子作為有效的工具來(lái)探測生命體系。以分子對接為前提，幫助人們了解DNA損傷和修復的機理，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業(yè)廢物。
（3）反向對接及蛋白數據庫搜尋在藥物研究中的應用
近年來(lái)，發(fā)現單個(gè)靶點(diǎn)設計的小分子藥物往往不適用于較為復雜疾?。ㄉ窠?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(shí)作用于多個(gè)靶點(diǎn)。因此，一種用于小分子配體潛在結合蛋白分子的搜尋新的配體—受體反向對接（reverse docking）方法被提出。反向對接及蛋白數據庫搜尋在藥物研究中主要體現在兩方面。
一方面是可以幫助生物活性己知但作用機制尚不明確的候選藥物（化學(xué)合成物或天然產(chǎn)物），確定其潛在結合的靶蛋白，從而為其作用機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物（作用機制明確），提供化合物次級結合蛋白信息，此外，次對接還可以預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(jià)提供了一種便捷、高效的工具。
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