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Molegro Virtual Docker 5

Molegro Virtual Docker為藥物輔助設計軟件
Molegro Virtual Docker 可以跨平台使用(Linux,Windows和Mac的 網站的預測以及最後更新的小分子的結合及構造 虛擬優化技術。  Molegro Virtual Docker (MVD)的對接精度高於其它先進的對接產品MVD: 87%, Glide: 82%, Surflex: 75%, FlexX: 58%)


鴻鵠國際為台灣地區官方合作廠商,並且可提供技術支援與收費的教育訓練。

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Starting with Molegro Virtual Docker 5, it is now possible to perform virtual screening runs on a Graphics Processing Unit, a GPU, in Molegro Virtual Docker. The advantage of using a GPU is the speed - a modern GPU processor is able to deliver much more computational power than even the fastest CPU's.

We have created a special version of our molecular docking code, which can be executed on GPU's. With the appropriate hardware this makes it possible to dock a single compound in less than one second. The actual docking time depends on both the CPU, the GPU, the OS, and the complex, but some typical running times (here for the examples included with MVD) are:

ComplexWindows Vista (32-bit)Linux 64-bit
1HVR0.34s0.21s
1STP0.23s0.18s
3PTB0.18s0.12s


 
 
Molegro Virtual Docking提供:
‧高準確性的docking結果:與其他docking軟體相較之下,為準確率最高的(MVD: 87%, Glide: 82%, Surflex: 75%, FlexX: 58%)
‧簡單易用的軟體介面:提供互動步驟方法(wizard),讓使用者可以很快的設定及執行docking,也針對docking結果提供完整的視覺及分析工具
‧跨平台的整合:MVD 提供在Linux, Windows,及Mac平台的版本以及其結果可以在各平台存取

 
 
 ‧產品特色 Features
 
 
‧ 分子輸入及處理 - Molecule Import and Preparation
將分子結構檔案開啟後,軟體會自動處理分析檔案內的各種結構出來並分類(ligands, cofactors, water molecules and proteins)以及進行結構preparation
在處理分析過程中,如果有任何錯誤及注意訊息,可在軟體中的文字視窗知道
軟體本身有尋找分子的cavity的功能,可以找出分子中比較有可能的鍵解區域(binding locations),再針對此區域進行計算軟體提供質子化(protonation)的互動步驟方法,可以快速的定義出有可能質子化的分子(像是Histidine)及改變其質子化的狀態
 
 
‧ 嵌合 - Docking

軟體提供Docking的互動步驟模式來進行Docking的計算,在互動模式中,可以提供: 
選擇哪些分子要進行Docking計算
選擇哪個鍵結區域來進行Docking計算(MVD會先自動計算出有可能的binding pockets)
設定演算法及計算過程的參數設定
管理及增加額外的限制條件在計算的過程中
檢查計算過程中的錯誤狀況

 
 
‧ 分析 - Analysis
藉由Pose Organizer可以分析及瀏覽上千以上docking的結果,也可依照自己的喜好針對來分析能量或interaction的結果。

 
 
 
‧ 序列及結構的視算 - Sequence and Structure Visualization
Sequence Viewer可以很快的找到所需要的residues,也提供以cartoon的方式表現出結構的二級結構。

 
 
 
‧ 限制條件 - Constraints
提供使用者針對能量或是化學小份子的特性來設定條件進行docking的預測。

 
 
 
‧ 回歸工具 - Regression Tool
提供以神經網路方式的Regression Tool,來進行結果的數值分析
 
 
‧ 支鏈可活動性 - Sidechain Flexibility
可模擬蛋白質active site的sidechain為flexibility的情況下進行docking,並由最後的結果最佳化其side chain的分佈情況。也提供客戶手動進行sidechain能量最小化的計算。
 
 
‧ 其他特性 - Other Features
‧ 可以在Mac (PowerPC及Intel), Linux (32-bit及64-bit), 及 Windows的平台執行
‧ 提供巨集的功能
‧ 提供客製化的分子表面及骨幹的表示
‧ Biomolecule generator可以轉換PDB檔案給軟體來用
‧ 提供文字標示分子的特性
‧ 提供線上幫助及檢查新版更新
‧ 提供使用MVD本身的scripting language及其他程式語言(Python已經包含)
‧ Pose Modifier可以提供使用者修改化學分子的結構
 
 ‧ 相關技術
 Gaussian 09是Gaussian系列電子結構程式的最新版本。它在化學、化工、生物化學、物理化學等化學相關領域方面具有強大的功能。
 
 
‧ Docking Algorithm

MVD本身研發出新的MolDock的演算法來預測 ligand - protein interaction。MolDock是一個新的混合的搜尋演算法,稱為guided differential evolution,其利用了differential evolution (DE) optimization 技術並配合cavity預測的演算法。Differential evolution的相關資料,可以參考 Storn and Price [1] in 1995。
MolDock已經發表在Journal of Medicinal Chemistry的期刊上,MolDock: A New Technique for High-Accuracy Molecular Docking。

Docking ProductAccuracy
Molegro Virtual Docker87.0%
Glide81.8%
Surflex75.3%
FlexX[*]57.9%

Table 1: 選擇市面上docking軟體來測試準確度。其docking結果的正確性是跟實驗結果的RMSD在2.0A以內。在docking開始時,先針對ligands來進行能量最小化跟隨機化,及將所有水分子都移除掉。整個dataset為77個complexes的結構,此dataset是 Surflex set由Friesner et al.[2]的期刊中選出。[*]FlexX只有預測出其中的76個
 
 
 
‧ Evaluation Function
Docking scoring function是以 piecewise linear potential(PLP)[3]的方法。
 
 
‧ Binding Affinity

MVD利用下面的含算來計算binding energy

Ebinding = -5.68*pKi (in kJ/mol) (the numerical factor corresponds to a temperature of 297K).

預測pKi是利用結合energy terms及molecular descriptors的方法。pKi estimator是藉由超過200個complexes with known binding affinities來

 
 
‧ More Information
如需要知道更多有關資料,可以參考Molegro Virtual Docker 2007的使用手冊或是下面這些期刊:

[1] Storn, R.; Price, K. Differential Evolution - A Simple And Efficient Adaptive Scheme for Global Optimization over Continuous Spaces. Tech-report, International Computer Science Institute, Berkley, 1995. 

[2] Friesner, R. A.; Banks, J. L.; Murphy, R. B.; Halgren, T. A. Glide: A New Approach for Rapid Accurate Docking And Scoring. 1. Method And Assessment of Docking Accuracy. J. Med. Chem. 2004, 47, 1739-1749.

[3] Gehlhaar, D. K.; Verkhivker, G.; Rejto, P. A.; Fogel, D. B.; Fogel, L. J.; Freer, S. T. Docking Conformationally Flexible Small Molecules Into a Protein Binding Site Through Evolutionary Programming. Proceedings of the Fourth International Conference on Evolutionary Programming 1995, 615-627.
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