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摘要：药物化学是高等医药院校药学类专业学生的主要专业基础课，提高药物化学的教学质量是提高药学类专业学生水平的重要任务。根据药物化学的学科特点，针对我院药物化学教学实践中存在的问题，笔者将结构式软件Chem 3D引入到药物化学教学内容中，优化教学内容与教学方法，将药物抽象的构型构象具体化、形象化、可视化，充分调动了学生的学习积极性、显著提高了药物化学教学质量。
关键词：药物化学；Chem 3D；教学质量
本文引用格式：郑永胜.Chem 3D在提高《药物化学》教学质量中的应用[J].教育现代化,2019,6(82):222-223.
药物化学是一门发现与发明新药、合成化学药物、阐明药物的性质、研究药物分子与人体细胞或生物大分子相互作用规律的综合学科，是药学相关专业的带头学科。药物化学课程是药学、药物制剂、药物分析、生物制药专业的专业基础课程，也是这些领域的基础学科。因此，药物化学的课程教学质量对于提高药学类学生的能力和水平具有至关重要的作用。同时、为了满足新形势下新药研究内涵由以前的仿制到现在的自主创新的变化需求[1]，为了适应药学学科发展及国际药学人才培养趋势，我们对药物化学课程教学的内容及方法进行改革，以提高药物化学课程教学质量。
一 传统药物化学教学方法的劣势
药物化学的研究对象主要为小分子药物的构象、结构、化学性质、合成、药物代谢、药物活性构象以及药物和靶点的相互作用等[2]。因此在药物化学教学中往往涉及到到复杂药物的分子结构、稳定构象、活性构象、药物与受体的空间相互匹配等。在实际的教学中，这些知识点往往构成了药物化学教学的重点难点，且具有高度抽象性，类似的知识点多而零散，容易混淆，学生很难通过理解记忆掌握。如在讲解吗啡类药物的时候，需对其结构进行掌握以为吗啡类药物与阿片受体“三点式”结构模型做铺垫。但由于吗啡复杂的五环并环结构（B/C顺式，C/D反式，C/E顺式）及手性中心，学生很难通过复杂抽象的化学关系理解其具体的分子结构和活性构象，因此无法进一步掌握吗啡与受体的“三点式”结合模型。
另一方面，药物化学理论课虽然有药物化学实验作为实践课程的配套和辅助，但我校的药物化学实验主要为药物化学课本中代表药物的合成实验。并未涉及药物设计软件和ChemBioOffice，因此学生不能有效利用现代先进结构式软件对药物的三维结构与构象以及药物与受体的空间匹配进行模拟，从而不能深入理解药物的结构及药效团的活性构象及其与受体的相互匹配。
二 Chem 3D在药物化学教学中优势
ChemBioOffice软件是由Cambridge Soft开发的一款综合性药学与化学应用软件包，是目前世界上最优秀的结构式绘图软件之一[3]。ChemBioOffice是国际上绝大多数期刊杂志指定的论文排版软件。目前，ChemBioOffice是国外大学特别是欧美发达国家的药学、化学、生物学等相关专业学生熟练掌握的的软件；是药物化学相关专业学生毕业设计、进一步深造、就业所必须掌握的技能。而目前国内各版本药物化学教材以及实际的教学工作中并未将该软件列入药物化学的教学内容中，我校药学相关本科学生也几乎不具有运用ChemBioOffice助力药物化学的学习的能力及意识。Chem 3D是ChemBioOffice的重要三维图像处理软件包，能够将复杂的药物立体结构、构象以及药物与受体的相互作用的空间匹配进行具体化、形象化地展示，从而提高学生的学习积极性和药物化学学习的趣味性，最终极大地提高药物化学教学效果[4]。
对于将ChemBioOffice引入到药物化学的课程教学进行探索和实践，让学生熟练掌握ChemBioOffice并通过对其运用理解药物化学结构与构象以对于提高药物化学的教学质量以及提高该课程相关专业学生的专业水平具有重要意义。
三 Chem 3D在药物化学教学中的应用
首先，让学生熟练使用Chem 3D是将其运用到药物化学课程教学的前提。通过课堂讲解Chem 3D的安装、常用功能介绍、及其在药物化学中常用功能讲解如三维结构展示、构象模拟等让学生熟练掌握该软件的使用。
其次，在学生熟练掌握Chem 3D的基础上，我们有针对性地对药物化学的部分代表药物进行教学设计，将Chem 3D引入到药物化学课本中部分代表药物的课堂教学中。在该文中，我们仅以雌二醇为例说明Chem 3D在药物化学教学中的应用。雌二醇主要用于补充人体雌激素不足，及治疗卵巢功能不全引起的各种疾病，在体内与雌激素受体结合而发挥作用。但在传统的药物化学教学中，学生较难理解该系列药物结构修饰时羟基的距离及雌二醇四环骨架的改变对活性的影响。将Chem 3D应用到药物化学教学中可完美解决该问题。首先、通过Chemdraw画出雌二醇的结构，复制粘贴到Chem 3D中，通过计算最小能量状态计算出稳定构象，就能多角度观察该分子的构象及观测两个羟基的位置相距0.86nm[5]（图1，左）[3]。通过Chem 3D可以形象地说明雌二醇结构中四环结构对及其特殊的立体构型对羟基距离的影响，从而影响与雌二醇受体的结合。比如，通过改变雌二醇中环戊烷羟基的位置（图1，中）所示位置，则两个羟基距离为9.84nm会明显降低活性。再如环戊烷变为苯环可以明显改变分子构象，整个分子变为平坦的平面结构，两个羟基的距离也增加到10.60nm（图1，右）。
最后，学生的对Chem 3D的熟练运用是检验教学效果的重要指标。通过课后作业等方式，让学生充分理解部分代表药物的Chem 3D构象、分子结构、药效团的构象，使传统的抽象的药物化学结构具体化、形象化进而提高学生学习兴趣和学习能力。
综上所述，笔者在药物化学教学中，结合Chem 3D在化学结构中的应用，对药物化学进行教学改革：将Chem 3D引入到药物化学的药物结构式、构象、结构修饰分析中，使抽象的药物化学学习变得具体、形象，使药物化学中枯燥的结构构象与活性的分析充满趣味性，有效提高了药物化学课程教学质量，同时提高了学生对药物化学学习的积极性，提高了学生的研究性学习能力，为培养高素质药学人才奠定了良好基础。
参考文献
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[2]王涛,来丽娜,宋丽华,等.药学专业药物化学实验教学现状与教学改革[J].化学教育,2015,36(20):66-69.
[3]陈维.结构式软件在药物化学教学中的应用[J].广州化工,2017,45(6):191-192.
[4]张磊,王强.PDB数据库在药物化学课程中的应用[J].化学教育,2014,35(18):45-47.
[5]尤启冬.药物化学（第八版）[M].北京：人民卫生出版社，2016:1-2.
[6]陆琰,李志裕.药物化学实验教学模式改革与探讨[J].教育现代化,2016,3(28):58-60.
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