A vezérmolekula-optimálásnak számítógépes módszerekkel való támogatását öt alfejezetben tárgyaljuk. Először (4.4.3.1.) a gyógyszerjelölt – többnyire 600 Daltont meg nem haladó molekulatömegű – vegyületek szerkezetének és tulajdonságainak modellezését ismertetjük. (Ezeket a vegyületeket a továbbiakban gyakran kismolekuláknak nevezzük, megkülönböztetésül a tipikusan makromolekulás gyógyszercélpontoktól.) Ezután a modellezés klasszikusnak tekinthető felosztása szerint a szerkezetalapú módszereket (4.4.3.2.) és a ligandalapú módszereket (4.4.3.3.) külön mutatjuk be. Az alkalmazások folyamatának ismertetésével és teljesítőképességeik értékelésével igyekszünk gyakorlati útmutatást is adni. Az optimálás további, a fenti felosztásba kevéssé illő, két eszközét tárgyalja a 4.4.3.4 fejezet; a többszörös célpontú vegyületek tervezését, valamint az adatbázisokat és rájuk épülő alkalmazásokat. Végül az in silico ADME-vizsgálatok című alfejezet (4.4.3.5.) az előzőekben ismertetett módszerek alkalmazásának egy speciális területét dolgozza fel. Itt az in silico módszerek alkalmazása nem a célfehérje iránt mutatott aktivitás növelését, hanem az ADME-tulajdonságok optimálását szolgálja. Ez utóbbi terület jelentőségének növekedése a korai gyógyszerkutatásban az elmúlt évek kutatási stratégiaváltásának az eredménye. A vezérmolekula optimálásának szempontjai között megnövekedett súllyal jelennek meg az ADME-tulajdonságok, és ennek megfelelően a számítógépes támogató tevékenységnek is jelentős részét képezik az ADME-tulajdonságok javítását célzó megközelítések. Megjegyezzük még, hogy a toxicitást gyakran az ADME-tulajdonságokkal együtt tárgyalják, és egyes területein modellezési eszközeink számottevő segítséget nyújthatnak. Jelen könyvben a toxicitás szerkezeti szempontjait a 4.4.4. fejezet ismerteti.