《药物设计学》讲义
当大量化合物分子被同时考虑时（主要是在组合化学库设计和虚拟筛选中），为了能准确有效地描述一个化学分子，以将该分子区别于其它任何分子，各种不同的方法被提出用来描述分子本身、以及分子之间的相似性（Similarity）或差异性（Diversity，也称多样性）。通常通过比较分子的结构和物化特性来衡量分子相似的程度，而这首先需要采用不同的分子描述符（Molecular Descriptors）来表征分子的结构特征和物化性质。分子描述符主要可分为四类：分子结构特征，如原子类型、氢键供体或受体数目、芳香环中心及数目、分子可旋转键数目、电性基团分布与数目等；物理化学参数，如分子量、油水分配系数logP、疏水参数、立体参数、电性效应参数等；分子拓扑指数，反映分子拓扑结构信息，如分子连接性指数；量子化学指数，指采用量子化学方法对分子结构进行优化计算而得到的一系列参数。
类药性（Druglikeness）：一个成功的药物分子应该能从给药部位通过层层关口如细胞膜、肝脏首波代谢等顺利到达作用部位，这就需要药物具有一些大多数分子不具有的性质；许多候选药物在临床试验中失败的原因，并不是它们对于预期的药物靶标不具有活性，而是因为它们较差的药代动力学性质使它们根本没有机会到达靶标作用部位，或者因为它们对人体细胞显示出较大的毒性。因此，类药性是指分子所含有的官能团和理化性质与大多数已知药物相一致。最先就是通过对已知药物的结构性质进行分析归纳而得到的一些类药性标准，著名的“五倍律”即为最早的类药性判断标准。主要的已知药物数据库有以下三个：综合药物化学数据库（Comprehensive Medicinal Chemistry, CMC）[3]，含有超过7500个的已在人体使用和研究过的药物；MDL公司的药物数据报告（MDL Drug Data Report, MDDR）[4]，含有从专利文献、会议纪录和其它来源收集的超过十万个已上市或尚在开发中的生物活性化合物；世界药物索引（World Drug Index, WDI）[5]，含有超过八万个的上市或在研药物。
本领域的先驱工作为辉瑞公司的高级研究员利平斯基所完成。他通过对“世界药物索引”中的2245个药物进行分析总结，于1997年率先提出了经验性的“五倍律”[2]，即如果化合物的分子量超过500，计算的油水分配系数CLogP值高于5，可生成氢键的供体数多于5及受体数多于10，那么化合物将很可能具有差的吸收性或渗透性。该规则自提出后，已在国际制药界被广泛应用，并且在没有更好的计算规则出来之前将继续发挥效用。当然该规则尚过于粗略，已有人对之进行过精细化处理，如增加了分子中可旋转键的数目（不超过8）或者环的数目（不超过4），但尚无替代规则出现。
（二）生物大分子
药物作用靶标主要是蛋白质，也有少量药物直接作用于核酸，近年来糖类在药物研究中的重要性也越来越突出，因此在此对这三类生物大分子的结构和性质分别进行简单介绍。对