【轉帖】藥物設計軟體【schrodinger】 all manual

藥物設計軟體【schrodinger】 all manual

Schrödinger（薛定諤）是藥物發現的完整軟體包，包括：基於受體和配體結構的誘導契合和柔性對接模式；基於受體結構及配體極性的對接模式；基於受體結構及溶液環境性質的對接模式；組合化學庫設計及基於組合庫的對接模式；基於配體結構的藥物設計，藥效團和3D-QSAR；生物分子結構類比，蛋白、糖、核酸、小肽等；基於靶點的藥物設計；ADME性質預測。

Schrodinger是藥物發現的完整解決方案：

（一）高通量虛擬篩選：薛定諤軟體的虛擬篩選功能在35個CPU的叢集上每天可以篩選150萬個化合物。提供一站式的設定介面，使用者可以定義特定的性質，以便過濾掉不滿足性質的化合物；所需模組：Glide, LigPrep, QikProp, Epik, Sitemap, Liaision；

（二）精確對接：針對虛擬篩選後的富集化合物庫或者使用者自己特定的化合物庫，利用薛定諤軟體提供的精確對接模式可以考慮以下兩種真實環境，得到的精確度結果可以和實驗的結果相匹配：

（1）配體小分子對蛋白活性位點結構的誘導(Induced Fit)；所需模組：Glide, Prime, Liaison, Sitemap, Epik, MacroModel, LigPrep, QikProp；

（2）蛋白分子誘導配體分子電荷的極化(QPLD)，所需模組：Glide, Liaison, Sitemap, Epik, MacroModel, Qsite, Ligprep, Jaguar, QikProp；

（三）藥效團和3D-QSAR：薛定諤提供的藥效團和3D-QSAR的解決方案，在沒有受體信

息的情況下，科研人員可以用活性配體的資訊進行新藥設計；所需模組：Phase, Confgen,  Ligprep, MacroModel, Strike；

（四）全新藥物設計（de novo design）：薛定諤軟體提供的me-too和me-better藥物設計解決方案，允許使用者替換已知化合物的側鏈或者母核；所需模組：CombiGlide, Glide, Ligprep, Qikprop；

（五）酶催化，金屬酶研究（QM/MM方法）：薛定諤軟體提供的QM/MM方法可以考慮蛋白活性位點的化學反應。所需模組：Qsite, Jaguar；

（六）生物分子結構類比：可以精確模建蛋白、核酸、多糖結構；所需模組Prime, MacroModel；

（七）ADME性質預測：應用於藥理方面的研究；所需模組：QikProp；

（八）化學資訊學：薛定諤軟體的化學資訊學解決方案提供以下專業演算法：二元指紋向量群集；相似性分析；層次聚類方法；化學過濾方法；多樣性分析；sphere exclusion diversity;字結構搜尋；獨特的SMILES產生法；多元線性迴歸；偏最小二乘迴歸；主成份分析；主成份迴歸分析；神經網路演算法；樸素貝葉斯分析演算法；自組織特徵映射法；所需模組：Canvas；

Schrodinger（薛定諤）包含的模組簡介:

Glide：精確的配體和受體的對接（docking）工具。Glide提供SP（標準精度）和XP（額外精度）兩種方式為藥物發現提供了速度和精度，在SP（標準精度）高精度的對接幾十萬個配體基礎上， XP（額外精度）模式可以對SP的對接結果做進一步檢驗，以減少假陽性。GlideScore充分考慮親脂性，氫鍵，金屬配位體的貢獻，也考慮不合適的鍵的旋轉和原子的空間排斥，可以有效減少假陽性和提高富集率。另外含有的SP-QPLD和XP-QPLD打分可以考慮配體在受體內的極性取向。Glide和Prime模組聯用可以實現Induced Fit功能。

Maestro：是Schrödinger軟體的統一介面，超強的映像顯示功能使研究人員能清楚的觀察最複雜的研究體系。

Prime: 精確的蛋白結構預測軟體包。Prime可以模建出高精度的受體模型，保證藥物研發後期的成功。Prime可精確模建Loop區。包含同源模建和threading兩種方法。

Liaison：精確的配體-受體結合能計算程式，Liaison預測結合能在~1 kcal/mol的實驗值，可以應用到配體自由度比較大的情況。

SiteMap: 精確的蛋白活性位點認證工具。 包含兩部分功能：活性位點定位；分析活性位點的化學特徵。

CombiGlide：設計針對一個靶標或者一類靶標的富集組合庫，並利用靶標結構基於組合庫虛擬篩選程式。通過特定的設定過濾化合物，例如ADME預測。並可實現De novo design。

Epik：快速和精確的預測pKa。Epik能夠得到pKa值和3D結構檔案，包括多種互變異構體和在特殊條件下可能存在的離子狀態，在水和DSMO的溶液中，也能精確的計算出pKa值。可以有效提高篩選的準確性。

MacroModel: 基於力場模建的黃金標準。可處理體系包括有機化合物、糖、核酸、小肽、蛋白等。在研究蛋白-配體的複合物，允許活性位點充分的柔性，而其他的地方剛性。

Qsite：高效能的QM/MM計算程式。Qsite將量子力學計算應用到蛋白的活性位點的活性中心，對於剩餘的蛋白體系應用分子動力學，是先導最佳化的強有力的工具。可應用在涉及到電子轉移的酶的催化反應及蛋白活性中心含金屬的體系。

Phase: 最精確的藥效團模建的完整工具包。Phase可以基於配體設定排斥球，假設某些地區被蛋白質所佔據，這樣就把空間形狀不符合的配體篩掉。可以根據配體-受體複合物結構中配體的晶體結構產生藥效團搜尋資料庫。具有強大的資料管理功能，Phase允許使用者產生和儲存多構象的資料庫，以便在工作中隨時用來篩選。包含的ConfGen技術對配體分子進行考察，包括鍵的旋轉，和計算各個構象的能量，以保留合理的構象。

Strike: 做統計模型和QSAR的工具。 Strike是做結構-活性關聯式模式的工具, Strike能使用這個模型快速的預測化合物活性或者預測大的虛擬庫的像藥性。

QikProp： 快速精確的ADME的預測工具。由耶魯大學的Bill Jorgensen教授實驗室設計。可以對整個分子的3D結構預測，預測性質包括：辛醇/水和水/氣體的log Ps, log S, log BB；整個CNS活性；Caco-2和MDCK細胞滲透性；血清白蛋白結合活性log Khsa；HERG 的K離子通道阻斷性log IC50。

LigPrep：精確的2D到3D結構的轉換的工具。有效精確的2D到3D的轉換是成功藥物設計的第一步，LigPrep可從單一結構產生的化學和結構上的多樣構象。LigPrep可以為Glide，Qikprop，和Phase產生輸入檔案。為了符合類比程式的需要, LigPrep提供的特殊設定可最佳化輸出結構。

PrimeX：蛋白質X-ray晶體結構精修。包括正確放置配體，Loop區構建以及類比退火功能。

Jaguar: 快速的第一原理電子結構計算軟體包, 可以將量子化學的精確性引入生命科學研究。
本文轉自諾貝爾學術資源網 http://www.i-nobel.com/bbs,☆文獻互助、學術交流和學術資源