众所周知，先导化合物的发现是现代药物设计和发现流程中最重要也是最困难的步骤。因此，研究人员开发了许多方法和策略，以期望获得基于目标靶点最有希望的先导化合物。其中，实验室的高通量筛选（HTS）是20世纪90年代初广泛应用的大规模筛选方法，但由于其成本高，且命中率低而不受欢迎。但另一方面，计算机虚拟高通量筛选（vHTS）逐渐引起了先导化合物发现领域研究人员的高度关注，vHTS主要利用高性能的计算资源，高度优化后的软件，以及可购买的化合物数据库。分子对接作为基于结构的虚拟筛选中最重要的方法，可以预测目标靶点与配体的结合模式。

       分子对接研究是应用数学、生物和计算机模型来预测小分子对特定受体亲和力的方法。严格来讲，分子对接是一种基于计算机的分析，它可以根据化学结构预测新化学实体（NCEs）或药物的结合亲和力。分子对接研究将分子生物学、生物技术、生物信息学、数学、化学与建模和计算机科学的进步相结合，以提高对接软件的预测能力。

       药物开发过程漫长而昂贵，而且NCE的流失率非常高，疾病的发病率逐年增加以及耐药性的产生，都催促着药物开发的提速。为了节省药物发现和开发过程的资源，分子对接研究广泛用于预测设计的类似物与特定受体的相互作用。而应用到药理学中，这些方法可以预测药物在靶标结合位点内的亲和力和药物与特定代谢酶的相互作用来预测药物的药代动力学性质，更好地理解生命系统的复杂性。

       （1）为先导化合物的发现和优化提供了有效的工具

       研究小分子探针与细胞内生物大分子的相互作用，确认小分子在生物体内的作用靶点，为新药开发寻找新的突破口；以结构生物学为基础，对正常生理过程中及与肝癌、肝炎等疾病相关的重要蛋白质的结构和功能进行系统的研究与分析，得到蛋白质药靶的三维结构，进行药物与靶标蛋白相互作用的动力学模拟研究；同时充分利用现有药物分子或中草药有效成分，经修饰和优化，设计具有更高活性的先导化合物。

       早期的药物设计偏重于提高小分子活性的设计，并取得一定的成果。药物研究过程一般是先利用化学计量学方法找到在分子和细胞水平活性较好的化合物，然后进行实验室动物实验，即小分子要发展成药物必须满足：具有良好的吸收、分布、代谢和排泄性质以及较低的毒性。在这个过程中，人们认识到越早淘汰那些性质较差的化合物，就越能更有效地减少人力、物力和药物的开发周期。因此，发展、利用各种分子对接方法进行新药的发现已经成为一个研究热点。

       （2）利用有机小分子作为有效的工具来探测生命体系

       因为小分子化合物能够与靶标生物大分子作用并抑制或激活蛋白质的生物功能。许多生物学家利用有机小分子作为有效的工具来探测生命体系。以分子对接为前提，帮助人们了解DNA损伤和修复的机理，合成出对某些与基因突变有关疾病的治疗药物。

       此外，有学者用分子对接方法研究短小芽孢杆菌木聚糖酶与底物木聚糖的作用。因为木聚糖主要存在于农业产物中，如：秸秆，玉米棒子，所以木聚糖酶可以降解这些农业废物。

       （3）反向对接及蛋白数据库搜寻在药物研究中的应用

       近年来，发现单个靶点设计的小分子药物往往不适用于较为复杂疾病（神经性疾病、糖尿病、癌症等），而临床一些疗效好的药物往往同时作用于多个靶点。因此，一种用于小分子配体潜在结合蛋白分子的搜寻新的配体—受体反向对接（reverse docking）方法被提出。反向对接及蛋白数据库搜寻在药物研究中主要体现在两方面。

       一方面是可以帮助生物活性己知但作用机制尚不明确的候选药物（化学合成物或天然产物），确定其潜在结合的靶蛋白，从而为其作用机制的解析提供新思路。

       另一方面是可以为已知药物或药物先导物（作用机制明确），提供化合物次级结合蛋白信息，此外，次对接还可以预测与药物或候选药物毒副作用相关的潜在作用蛋白，对药物研发候选分子的安全性评价提供了一种便捷、高效的工具。