Discovery Studio 藥物發(fā)現(xiàn)與生物大分子計算模擬平臺
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最后更新：2017-12-18
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生產(chǎn)企業(yè)：創(chuàng)騰科技有限公司
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產(chǎn)品詳細介紹 Discovery Studio 藥物發(fā)現(xiàn)與生物大分子計算模擬平臺
個人電腦上的全新分子建模環(huán)境，專業(yè)的生命科學(xué)分子模擬軟件
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Discovery Studio™ (簡稱DS), 基于Windows/Linux系統(tǒng)和個人電腦、面向生命科學(xué)領(lǐng)域的新一代分子建模和模擬環(huán)境。它服務(wù)于生命科學(xué)領(lǐng)域的實驗生物學(xué)家、藥物化學(xué)家、結(jié)構(gòu)生物學(xué)家、計算生物學(xué)家和計算化學(xué)家，應(yīng)用于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)功能研究，以及藥物發(fā)現(xiàn)。為科學(xué)家提供易用的蛋白質(zhì)模擬、優(yōu)化和藥物設(shè)計工具。通過高質(zhì)量的圖形、多年驗證的技術(shù)以及集成的環(huán)境，DS將實驗數(shù)據(jù)的保存、管理與專業(yè)水準的建模、模擬工具集成在一起，為研究隊伍的合作與信息共享提供平臺。
建立在最新的流程管理平臺Pipeline Pilot基礎(chǔ)上的DS讓數(shù)據(jù)的共享和交流變得更為方便和簡潔。DS中的部分功能流程(protocols)可以在Pipeline Pilot中進行編輯和組合，編輯組合而得的新流程可以導(dǎo)入 Discovery Studio中使用，這樣使得科研流程的方便共享成為可能。同時，Pipeline Pilot這個開放平臺技術(shù)還為使用者整合自己的或第三方的軟件工具提供了接口�？蒲腥藛T可以在一個統(tǒng)一的平臺上完成從基因到先導(dǎo)化合物設(shè)計的一系列工作，并且可以通過web形式共享研究成果。
DS的服務(wù)器-客戶端模式使得科研人員能夠最方便且最大限度地實現(xiàn)計算資源共享。
DS目前的主要功能包括：蛋白質(zhì)的表征（包括蛋白-蛋白相互作用）、同源建模、分子力學(xué)計算和分子動力學(xué)模擬、基于結(jié)構(gòu)藥物設(shè)計工具（包括配體-蛋白質(zhì)相互作用、全新藥物設(shè)計和分子對接）、基于小分子的藥物設(shè)計工具（包括定量構(gòu)效關(guān)系、藥效團、數(shù)據(jù)庫篩選、ADMET）和組合庫的設(shè)計與分析等。DS可以應(yīng)用于生命科學(xué)以下研究領(lǐng)域：新藥發(fā)現(xiàn)，生物信息學(xué)，結(jié)構(gòu)生物學(xué)，酶學(xué)，免疫學(xué)，病毒學(xué)，遺傳與發(fā)育生物學(xué)，腫瘤研究。
一、Discovery Studio功能模塊簡介
二、Discovery Studio可以運行的硬件平臺
三、Accelrys軟件應(yīng)用于生命科學(xué)Accelrys軟件應(yīng)用于生命科學(xué)
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Discovery Studio功能模塊簡介
- 基本界面和顯示模塊
Discovery Studio Standalone
Discovery Studio Visualizer Client
- 蛋白質(zhì)模擬模塊
DS MODELER
DS Protein Refine
DS Protein Health
DS Protein Families
DS Sequence Analysis
- 基于結(jié)構(gòu)的藥物發(fā)現(xiàn)和設(shè)計模塊
DS Flexible Docking
DS LigandFit
DS LigandScore
DS LibDock
DS CDOCKER
DS Protein Docking
DS Ludi
DS De Novo Evolution
DS LigandFit CAP/ DS Ludi CAP
DS GOLD interface
- 基于藥效團的藥物發(fā)現(xiàn)和設(shè)計模塊
DS Catalyst Conformation
DS Catalyst Hypothesis
DS Catalyst SBP
DS Catalyst Score
DS Catalyst Shape
DS Catalyst DB Build
DS Catalyst DB Search
DS De Novo Ligand Builder
HypoDB
PCDB (PharmaCoreDB)
- 基于小分子的藥物發(fā)現(xiàn)和設(shè)計模塊
DS QSAR
GFA Component
VAMP Descriptors Component/ DMol3 Descriptors Component
DS Library Design
DS ADMET
DS TOPKAT
- 分子力學(xué)和分子動力學(xué)計算模塊
DS CHARMm
DS CHARMm Lite
DS CFF (高級II類力場)
DS MMFF (Merck Molecular Force Field)
- 分析模塊
DS Biopolymer
DS Analysis
基本界面和顯示模塊
·Discovery Studio Standalone
可視化界面，是利用Discovery Studio軟件進行分子設(shè)計和模擬的基礎(chǔ)，支持服務(wù)器-客戶端安裝在同一臺機器上的運行模式。與Pipeline Pilot Server結(jié)合在一起，提供化學(xué)/生物學(xué)數(shù)據(jù)顯示、模擬/分析、構(gòu)建三維分子、展示動態(tài)變化、三維作圖及許多其它功能。
·Discovery Studio Visualizer Client
是服務(wù)器-客戶端運行模式中、客戶端的可視化界面，用于訪問和使用服務(wù)器端的Discovery Studio軟件。必須與服務(wù)器端配置的Pipeline Pilot Server協(xié)同工作，為用戶提供無與倫比的數(shù)據(jù)、工作流程和計算資源共享。
蛋白質(zhì)模擬模塊
·DS MODELER
只要給出未知結(jié)構(gòu)序列與另一個已知三維結(jié)構(gòu)蛋白的比對，利用工業(yè)標準的快速同源模建方法，便可自動并快速產(chǎn)生優(yōu)化的蛋白同源模型。對于靶標發(fā)現(xiàn)及蛋白家族功能結(jié)構(gòu)分析，MODELER是一個理想的解決方案。用MODELER還可以模擬蛋白突變，進行l(wèi)oop區(qū)模建及基于結(jié)構(gòu)的比對并構(gòu)建有配體結(jié)合的蛋白結(jié)構(gòu)模型。結(jié)合Sequence Analysis模塊，可以全自動完成抗體Loop區(qū)模建。結(jié)合Discovery Studio里模擬及以結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的藥物設(shè)計的功能模塊，用MODELER還可以深入研究蛋白結(jié)構(gòu)及功能的關(guān)系。
·DS Protein Refine
利用CHARMm對模建好的蛋白質(zhì)進行側(cè)鏈和loop區(qū)的優(yōu)化，提高蛋白質(zhì)模型的準確性。
·DS Protein Health
蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)合理性評價工具。Protein Health模塊運用Profiles 3D方法，通過將三維結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)環(huán)境與特定氨基酸殘基的優(yōu)先外界環(huán)境相比較，獲得相關(guān)結(jié)構(gòu)性質(zhì)與氨基酸序列信息之間的關(guān)系。通過Protein Health模塊的分析，用戶可以方便快速地找到蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中不合理的區(qū)域。
·DS Protein Families
通過分析某一蛋白家族蛋白序列的保守模式以及在三維結(jié)構(gòu)上的保守殘基的位置，可以在分子水平上更好地了解到蛋白功能機制。Protein Families的簡單易用的流程（protocols），也可一步步地引導(dǎo)用戶進行分析，從蛋白家族的序列或者結(jié)構(gòu)比對，到進化蹤跡分析。而進化蹤跡分析包括用分層聚類的方法來建立蛋白家族系統(tǒng)樹圖以及把這些得到的功能注釋信息畫到你的三維結(jié)構(gòu)上去。進行序列比對時，允許根據(jù)需要對比對結(jié)果添加約束，提高活性部位關(guān)鍵殘基的比對效果。
·DS Sequence Analysis
與功能已知的其它蛋白的序列進行比對，是確定某一蛋白生物功能的第一步。用Sequence Analysis也可以讓用戶通過通用的BLAST及PSI-BLAST算法來搜索本地數(shù)據(jù)庫或者NCBI網(wǎng)上數(shù)據(jù)庫，確定蛋白序列的同源區(qū)域。結(jié)果在交互的報告格式里面顯示以方便進行進一步的分析及在其它Discovery Studio模塊里面的使用。使用Blast搜索PDB或PDB_nr95數(shù)據(jù)庫時，結(jié)果文件中可以顯示輸出蛋白質(zhì)的SCOP ID, Ligand ID以及X射線分辨率等信息。
基于結(jié)構(gòu)的藥物發(fā)現(xiàn)和設(shè)計模塊
·DS Flexible Docking
受體柔性對接工具（Induced-Fit對接工具），可以實現(xiàn)配體-受體雙柔性對接，模擬配體與受體結(jié)合時的誘導(dǎo)-契合效應(yīng)（induced-fit）。Flexible Docking模塊先對蛋白活性口袋的側(cè)鏈產(chǎn)生多個構(gòu)象，然后將配體對接到受體的活性口袋當中，最后對得到的配體-受體復(fù)合物結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化。Flexible Docking最大的優(yōu)勢在于準確，可以精細地研究配體-受體的相互作用信息，適合于作用機理研究。需要DS CHARMm, DS LibDock, DS Catalyst Conformation, DS Protein Refine模塊支持。
·DS LigandFit
LigandFit模塊可以方便快速地將小分子化合物對接到生物大分子的活性位點中，是一個快速、靈活的分子對接程序，可以考慮配體結(jié)合取向、結(jié)合構(gòu)象以及形狀匹配等多種因素。LigandFit在高通量虛擬篩選時可并行計算。同時具有設(shè)置interaction filter的功能。
·DS LigandScore
采用經(jīng)過驗證的打分函數(shù)以及特定的描述符，評價受體-配體間的相互作用。通過對LigandFit對接結(jié)果的分析，可幫助用戶確定結(jié)合模式方面可能存在的問題，區(qū)分正確或錯誤的結(jié)合構(gòu)象，把不同結(jié)合構(gòu)象的配體依次排序以供篩選或合成使用�？勺远x參數(shù)，可將所有設(shè)置保存并與其他使用者共享。LigandScore在高通量的虛擬篩選時也可并行計算。
·DS LibDock
快速的分子對接工具，適用于對大規(guī)模數(shù)據(jù)庫進行快速精確的虛擬篩選。LibDock根據(jù)小分子構(gòu)象與受體相互作用熱區(qū)(Hotspot)匹配的原理將這些構(gòu)象剛性對接到受體的結(jié)合口袋當中，其最大的優(yōu)勢在于速度快，可以并行運算，適合于進行大規(guī)模虛擬篩選，如與DS Catalyst Conformation中的CAESAR等快速生成構(gòu)象的方法結(jié)合使用更佳。
·DS CDOCKER
是基于CHARMm的柔性對接程序，采用soft-core potentials以及optional grid representation將配體分子與受體活性位點進行對接。首先采用動力學(xué)的方法隨機搜索小分子構(gòu)象，隨后采用模擬退火的方法將各個構(gòu)象在受體活性位點區(qū)域進行優(yōu)化，從而使對接結(jié)果更加準確。Dock Ligands (Pharmacophore Restraints and CHARMm)方法還可以在使用CHARMm力場進行對接的過程中考慮藥效團的限制，這一功能的實現(xiàn)需要DS CHARMm和DS Catalyst Score的支持。
·DS Protein Docking
快速而準確的蛋白-蛋白復(fù)合物結(jié)構(gòu)預(yù)測工具。該模塊主要移植自InsightII的ZDOCK/RDOCK，ZDOCK用于蛋白-蛋白剛性對接，RDOCK則基于CHARMm能量極小化方法優(yōu)化ZDOCK得到的結(jié)構(gòu)。Discovery Studio中還提供了新的Process Pose (ZDOCK) protocol等強大的分析工具，實現(xiàn)對ZDOCK結(jié)果進行包括聚類分析在內(nèi)的分析功能，幫助用戶方便快速地縮小范圍，鎖定感興趣的復(fù)合物結(jié)構(gòu)。
·DS Ludi
全新配體設(shè)計工具。使用Ludi來發(fā)現(xiàn)新的具有潛在活性的化合物，可節(jié)省研究者大量的時間。Ludi強大的設(shè)計工具允許使用者在實驗分析之前模擬篩選，并允許對已有的化合物進行改造。Ludi易于操作，它包含有drug-like片段庫，同時也允許用戶將自己的分子片段加入到片段庫中。
·DS De Novo Evolution
在Ludi連接模式基礎(chǔ)上發(fā)展而來的基于受體的小分子藥物從頭設(shè)計方法。在給定母核結(jié)構(gòu)的情況下，DS De Novo Evolution可以自動地為研究人員設(shè)計潛在的與受體有高親和力的小分子化合物，大大縮短了全新小分子藥物發(fā)現(xiàn)及改造的周期。DS De Novo Evolution能夠在一定分子骨架的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)與受體結(jié)合位點結(jié)構(gòu)和化學(xué)特征互補的全新小分子，并可以進行不同層次的優(yōu)化，包括分子水平和片段水平，是設(shè)計Me-Better類藥物分子的有力工具。同時使用者可以用試劑價格或象藥性等原則來限定所設(shè)計連接點上的取代基，通過這種方法設(shè)計得到的分子可以是易于實驗合成的或者是具有更好的藥代動力學(xué)性質(zhì)的。
·DS LigandFit CAP/ DS Ludi CAP
在從頭藥物設(shè)計中一個普遍存在的問題是，并不是所有設(shè)計出的分子都能很快的合成出來或者有些分子根本無法合成。CAP (Chemicals Available for Purchase) 提供了超過65,000種可購買獲得的分子結(jié)構(gòu)，這些分子結(jié)構(gòu)是用于藥物篩選的第一選擇，可以結(jié)合LigandFit或者Ludi使用。
·DS GOLD interface
DS提供了GOLD程序的接口，并提供了設(shè)置interaction filter的功能。需要用戶有GOLD軟件才能使用。
基于藥效團的藥物發(fā)現(xiàn)和設(shè)計模塊
·DS Catalyst Conformation
多樣、完全且快速的構(gòu)象模型生成工具，可以選擇采用Polling或CAESAR算法生成構(gòu)象，生成的構(gòu)象用于產(chǎn)生藥效團模型或進行數(shù)據(jù)庫搜索。
·DS Catalyst Hypothesis
對一組化合物進行基于特性結(jié)構(gòu)的比對并自動生成藥效團模型的工具。這些特性結(jié)構(gòu)包括親疏水性基團、氫鍵給體/受體和正/負電荷基團等。產(chǎn)生藥效團模型時如果提供具體的活性數(shù)據(jù)，可以產(chǎn)生3D-QSAR藥效團并用之來預(yù)測新化合物的活性，如果在產(chǎn)生藥效團的過程中考慮排除體積，從而引入受體占有空間位阻的信息，精修后得到的藥效團模型可以提高預(yù)測能力；產(chǎn)生藥效團模型時如果不提供具體的活性數(shù)據(jù)，可根據(jù)化合物和藥效團疊合、匹配的情況對候選分子或三維數(shù)據(jù)庫搜尋結(jié)果的活性進行定性的評價。
·DS Catalyst SBP
基于受體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生精準的藥效團模型。SBP從受體位點的特性直接得到相互作用位點圖，并且將這個信息轉(zhuǎn)化成適用于快速三維數(shù)據(jù)庫檢索的藥效團模型。這些相互作用位點圖還可以進行編輯、分類，以確保只有最重要的信息會被保留下來用于虛擬篩選。同時SBP中還可考慮受體活性位點處氨基酸殘基的空間排布，使得通過虛擬篩選得到的分子不僅滿足和受體結(jié)合位點化學(xué)特征上的互補，還可以在空間上很好地結(jié)合在活性位點空腔處。SBP引入了那些使用受體結(jié)構(gòu)信息的最佳方法，這些方法已經(jīng)在高通量篩選的實驗環(huán)境中所使用。Catalyst SBP模塊還可以將配體分子一次與多個藥效團模型同時進行匹配，從而為配體分子尋找可能的作用靶標或預(yù)測其選擇性及可能的毒副作用。用戶可以使用HypoDB或PCDB中的藥效團模型，也可以用Catalyst SBP模塊很方便地構(gòu)建屬于自己的藥效團數(shù)據(jù)庫。
·DS Catalyst Score
提供了分子和藥效團之間比較、疊合的工具，快速地評價或排序?qū)嶒灥玫降幕驍?shù)據(jù)庫中的化合物。
·DS Catalyst Shape
用一個特定化合物的形狀作模板，確定可能與此模板具有相似形狀的化合物。該模塊是對基于化學(xué)特征藥效團搜尋方法的一個有效補充。
·DS Catalyst DB Build
建立及管理化合物的三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫，它可以與MDL ISIS數(shù)據(jù)庫建立聯(lián)系。
·DS Catalyst DB Search
基于藥效團進行數(shù)據(jù)庫搜索的工具，可以幫助科研人員查找到可能的先導(dǎo)化合物。這些可檢索的藥效團中包含了結(jié)合特征、形狀以及特性約束等信息，將這樣的藥效團作為一個數(shù)據(jù)庫的檢索條件，在包含了成千上萬個分子結(jié)構(gòu)的商業(yè)或內(nèi)部數(shù)據(jù)庫中進行查詢。DS Catalyst DB Search在檢索時還考慮了分子三維結(jié)構(gòu)的柔性。DS Catalyst DB Search模塊除了提供檢索引擎外，還免費提供Maybridge和NCI的數(shù)據(jù)庫。
·DS De Novo Ligand Builder
藥效團指導(dǎo)的全新配體構(gòu)建工具。它采用一種新穎而獨特的基于片段的藥物設(shè)計方法（FBDD），片段放置的位置受藥效團支配。這樣產(chǎn)生的化合物不僅與蛋白活性位點互補，而且化合物之間的互補性有利于產(chǎn)生新的先導(dǎo)化合物。這個有力的工具能用于迅速產(chǎn)生許多包含與特定靶標結(jié)合必需特征的化合物。
·HypoDB
藥效團數(shù)據(jù)庫，包含分屬于187個獨立靶標的1846個藥效團模型，HypoDB可被完全整合于Discovery Studio環(huán)境下，可被搜索和選擇性地給出模型。HypoDB與Discovery Studio結(jié)合，可以應(yīng)用于化合物毒副作用評價或虛擬篩選。
·PCDB (PharmaCoreDB)
PCDB是由北京大學(xué)聯(lián)合上海藥物所、創(chuàng)騰科技有限公司和中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥物所、四川大學(xué)及華東理工大學(xué)，共同推出的一個具有自主知識產(chǎn)權(quán)的，面向生命科學(xué)和藥物研發(fā)領(lǐng)域的藥效團數(shù)據(jù)庫(該數(shù)據(jù)庫的研發(fā)得到了國家863課題的資助)。PCDB 1.0版本提供了超過1700個基于靶標結(jié)構(gòu)的藥效團（包含排斥體積）和近3000條相關(guān)的文本信息，并按照靶標類型、蛋白來源、相關(guān)疾病、治療領(lǐng)域、生化類型等方面進行了分類，其中的大多數(shù)藥效團都經(jīng)過檢查并根據(jù)需要進行手工修正，具有很高的可靠性。相關(guān)研究結(jié)果表明該藥效團數(shù)據(jù)庫可以很好地應(yīng)用于活性分子的篩選、多靶標多配體結(jié)合研究、中藥多組分協(xié)同作用機理研究等藥物研究的熱點領(lǐng)域，同時在發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有藥物的新用途方面也有很好的應(yīng)用前景。
基于小分子的藥物發(fā)現(xiàn)和設(shè)計模塊
·DS QSAR
定量構(gòu)效關(guān)系研究工具�？梢杂嬎銕装俜N與生物活性或ADME/T性質(zhì)相關(guān)的描述符，包括分子拓撲描述符、分子指紋在內(nèi)的一系列基本性質(zhì)。還提供了多種統(tǒng)計工具，如Bayesian模型、多元線形回歸、最小二乘法等，用于對各種復(fù)雜數(shù)據(jù)進行建模和數(shù)據(jù)挖掘。
·GFA Component
遺傳算法建模組件，可通過DS QSAR或Pipeline Pilot調(diào)用。
·VAMP Descriptors Component/ DMol3 Descriptors Component
使用半經(jīng)驗量子力學(xué)程序VAMP及DFT量子力學(xué)程序DMol3進行化合物性質(zhì)描述符計算的組件。
·DS Library Design
大規(guī)模組合化學(xué)庫的構(gòu)建和分析工具。Library Design模塊提供了一整套專為化學(xué)庫設(shè)計而定制的分子相似性和多樣性聚類分析方法。用戶可以快速地構(gòu)建各種組合化學(xué)庫，應(yīng)用強大的統(tǒng)計學(xué)分析和顯示工具對組合化學(xué)庫的各種性質(zhì)進行分析和比較，在化學(xué)庫設(shè)計過程中使用Pareto優(yōu)化方法優(yōu)化多種性質(zhì)等，以達到用戶按實際需要對化合物庫進行整理和改造的目的。
·DS ADMET
提供了從化學(xué)結(jié)構(gòu)預(yù)測吸收、分布、代謝、排泄（ADME）和毒理性質(zhì)的6個計算模型。優(yōu)化ADME/T性質(zhì)在藥物研發(fā)過程中是非常關(guān)鍵的，因為據(jù)統(tǒng)計超過80%的新化學(xué)實體在新藥研究的后期被淘汰。初步估計這些失敗的原因有一半是由于ADME/T性質(zhì)不符合要求。ADMET模塊提供了計算ADME/T預(yù)測值的工具，能夠在藥物發(fā)現(xiàn)的早期階段就對可能有問題的新化學(xué)實體進行預(yù)測。運用這些模塊將顯著地降低藥物發(fā)現(xiàn)的費用，同時節(jié)省了成功候選藥物發(fā)展和評估的時間。DS ADMET現(xiàn)在包含了血漿蛋白結(jié)合、肝毒性、人細胞色素P450 2D6酶結(jié)合、被動的腸內(nèi)吸收性、血腦屏障穿透性、250C下的水溶性等6個模塊。建立這些模塊的數(shù)據(jù)來源于大量文獻報道和實驗的數(shù)據(jù)，同時這些模型都得到了廣泛的驗證。它們可以用來分析和設(shè)計虛擬組合庫，也可以用來分析單個分子。
·DS TOPKAT
化合物毒理性質(zhì)預(yù)測工具。通過化合物的二維結(jié)構(gòu)信息構(gòu)建高質(zhì)量的QSTR（定量結(jié)構(gòu)-毒性關(guān)系）模型，并對各類有機化合物的諸如急性毒性、慢性毒性、誘變性、再生性等毒理性質(zhì)進行預(yù)測，同時還可以考慮化合物對環(huán)境毒性的影響，大大節(jié)省實驗的時間和投入。DS TOPKAT的專利技術(shù)——“最佳預(yù)測空間”評估驗證技術(shù)（OPS – Optimum Prediction Space），以及高效的批處理預(yù)測能力，使得它可以對大批量的有機化合物的毒理性質(zhì)進行快速而準確的預(yù)測，滿足各類企業(yè)和研究機構(gòu)對化合物進行毒理研究的需求。
分子力學(xué)和分子動力學(xué)計算模塊
·DS CHARMm
利用這個工業(yè)標準的分子力學(xué)及動力學(xué)程序，研究多種分子（從小分子配體到多組分的復(fù)合物）的熱力學(xué)及動力學(xué)特性�；诠鸬腃HARMM模擬引擎，CHARMm不斷開發(fā)升級并增加最新的功能。另外，因為CHARMm也可在同一界面用于Discovery Studio里基于結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計模塊中，因此很容易進行蛋白、配體、蛋白和配體復(fù)合物的計算及分析，也可以更加靈活地利用CHARMm的編程功能，加快藥物發(fā)現(xiàn)�；贑HARMm的對接算法CDOCKER用于柔性分子對接，在此基礎(chǔ)上，利用CHARMm還可以進行考慮藥效團限制的分子對接。同時通過熵的計算可以進一步提高MM-GBSA和MM-PBSA受體-配體結(jié)合自由能計算的準確性。CHARMm帶有的stand-alone輸入工具，可讓用戶在批處理模式下利用CHARMm力場及自動參數(shù)預(yù)測功能確定整個化合物庫中化合物的力場類型。合適的力場，PME靜電模型和溶劑化時添加對應(yīng)離子的能力確保準確的核酸模擬研究。用戶可以使用CHARMm組件定制復(fù)雜的模擬流程，也可以將該流程與其它計算應(yīng)用軟件整合在一起使用。
·DS CHARMm Lite
用CHARMm Lite預(yù)測配體與受體親合力，可得到配體更加精確的打分及排序。CHARMm Lite也可用經(jīng)過驗證的CHARMm、CFF或MMFF力場及其它幾個優(yōu)化算法進行原位的配體優(yōu)化，它的應(yīng)用還可擴展到大量配體的高通量分析。所有的工作都可以在后臺并行計算。
·DS CFF (高級II類力場)
優(yōu)化DNA、RNA、糖類、脂質(zhì)、蛋白、多肽及小分子模型得到一個較高可信度的模型以進行下一步的計算。在CFF里的力場參數(shù)是通過計算1768個不同分子，19432個分子結(jié)構(gòu)得來的，得到的健壯及多樣的參數(shù)集可以應(yīng)用于大部分的生物分子及小分子計算。
·DS MMFF (Merck Molecular Force Field)
來自于從頭算和實驗數(shù)據(jù)的第二類力場，專門為準確處理構(gòu)象能和非鍵相互作用而設(shè)計，用于配體或有機小分子的模擬研究。
分析模塊
·DS Biopolymer
DS Biopolymer模塊整合了Delphi功能，為用戶提供操作簡單易學(xué)而且實用的模型搭建以及靜電勢分析工具。DS Biopolymer可用于搭建和修飾蛋白質(zhì)和小肽分子、將蛋白質(zhì)復(fù)合物分成不同的組分、快速產(chǎn)生肽類或蛋白質(zhì)分子的性質(zhì)分析報告、計算大分子和小分子的靜電勢分布和溶劑化能以及蛋白氨基酸殘基pK值的計算等方面。DS Biopolymer產(chǎn)生的小分子以及生物大分子模型可以在Discovery Studio其他模塊中進行進一步的分析。
·DS Analysis
結(jié)果分析和顯示模塊。能夠分析和顯示蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)與配體復(fù)合物的分子動力學(xué)軌跡文件，包括對軌跡進行主成分分析，計算徑向分布函數(shù)等�？梢詫⒌鞍踪|(zhì)、蛋白質(zhì)-配體復(fù)合物的軌跡文件以動態(tài)、曲線圖和表格的方式表現(xiàn)出來。Analysis模塊可以幫助用戶很好地理解酶催化機制、受體激活以及細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中分子構(gòu)象與能量間的相互影響。在研究受體-配體相互作用時，能夠?qū)Ψ肿訉拥慕Y(jié)果進行快速聚類分析。
Discovery Studio可以運行的硬件平臺
Windows
x86 (32-bit, Intel CPU安裝32-bit操作系統(tǒng))
Microsoft® Windows® 2000, SP4 Rollup 1
Microsoft Windows XP Professional, SP2
Microsoft Windows 2003 Server, SP1
Microsoft Windows Vista, Business and Enterprise Editions
Linux
x86 (32-bit, Intel CPU安裝32-bit操作系統(tǒng))
Red Hat® Enterprise Linux 3.0, Updates 6-9
Red Hat Enterprise Linux 4.0, Updates 2-5
x64-86 (64-bit, Intel Xeon CPU安裝64-bit操作系統(tǒng))
Red Hat Enterprise Linux 5
SUSE® Linux Enterprise 10
GNOME desktop on Linux
l 圖形卡
Nvidia: Quadro FX 540, Quadro FX 1100, Quadro FX 1400, Quadro FX 3450
ATI: FireGL V3400, FireGL V5100, FireGL V7200, FireGL Mobility V5200
Accelrys軟件應(yīng)用于生命科學(xué)
美國Accelrys公司是世界領(lǐng)先的計算科學(xué)公司，是目前全球范圍內(nèi)唯一能夠提供分子模擬、藥物設(shè)計以及化學(xué)信息學(xué)和生物信息學(xué)全面解決方案和相關(guān)服務(wù)的軟件供應(yīng)商。Accelrys生命科學(xué)軟件提供了全面完善的模擬和信息學(xué)環(huán)境，可以針對藥物發(fā)現(xiàn)過程中靶點的識別與表征，先導(dǎo)化合物的識別、設(shè)計與優(yōu)化，幫助研究者構(gòu)建、顯示和分析生物大分子和有機小分子的結(jié)構(gòu)模型，并研究、預(yù)測它們的相關(guān)性質(zhì)，最終實現(xiàn)藥物分子的全新設(shè)計和已有藥物的二次創(chuàng)新。Accelrys的軟件是高度模塊化的集成產(chǎn)品，用戶可以自由定制、購買自己的軟件系統(tǒng)，以滿足研究工作的不同需要。Accelrys生命科學(xué)軟件被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、生物技術(shù)、化學(xué)和化工等工業(yè)及教育研究部門，在上述領(lǐng)域中具有較大影響的世界各主要跨國公司及著名研究機構(gòu)幾乎都是Accelrys產(chǎn)品的用戶。
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