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Discovery Studio 2023 版本更新(xīn)一览

Discovery Studio™ (简称DS)是专业的生命科(kē)學(xué)分(fēn)子模拟软件，DS目前的主要功能(néng)包括：蛋白质的表征（包括蛋白-蛋白相互作用(yòng)）、同源建模、分(fēn)子力學(xué)计算和分(fēn)子动力學(xué)模拟、基于结构药物(wù)设计工具（包括配體(tǐ)-蛋白质相互作用(yòng)、全新(xīn)药物(wù)设计和分(fēn)子对接）、基于小(xiǎo)分(fēn)子的药物(wù)设计工具（包括定量构效关系、药效团、数据库筛选、ADMET）和组合库的设计与分(fēn)析等。

1992年，Accelrys公司发布了Insight II软件，这是全球早期用(yòng)于分(fēn)子建模、模拟和计算化學(xué)等领域的软件。随着软件版本更新(xīn)迭代，Insight II的一些组件在后来的版本中进行了改进和整合，并于2005年发布了Discovery Studio 1.0版本，形成了一款更全面的软件套件。随后，Discovery Studio进行了多(duō)个版本的更新(xīn)和改进，包括Discovery Studio 2.0（2006年）、Discovery Studio 2.1（2007年）、Discovery Studio 2.5（2008年）、Discovery Studio 3.0（2010年）等。软件需要生命力，需要持续不断的迭代更新(xīn)，30多(duō)年以来，Discovery Studio一直在更新(xīn)，并一直服務(wù)于生物(wù)治疗、仿真和小(xiǎo)分(fēn)子等研究领域的相关行业，Discovery Studio因其操作便携、模拟精准等特点也在业内广受好评。

Discovery Studio 2023将带来以下更新(xīn)：

新(xīn)功能(néng)

1. 添加了以NAMD為(wèi)驱动的高斯加速分(fēn)子动力學(xué)模拟（GaMD）。NAMD是一个专為(wèi)大型生物(wù)分(fēn)子系统的高性能(néng)模拟而设计的分(fēn)子动力學(xué)软件；GaMD可(kě)用(yòng)于同时对生物(wù)分(fēn)子进行无约束增强采样和自由能(néng)计算。它的工作原理(lǐ)是增加谐波增强電(diàn)位，以平滑生物(wù)分(fēn)子势能(néng)表面并减少能(néng)量屏障。GaMD将生物(wù)分(fēn)子模拟的速度大大加快了几个数量级。

2. 添加了3个新(xīn)的轨迹分(fēn)析功能(néng)。协助用(yòng)户分(fēn)析来自GaMD的动力學(xué)轨迹文(wén)件，包括RMSD、SASA、Dihedral、Distance等时间系列特征；还可(kě)将模拟轨迹中的构象聚类為(wèi)离散状态，以提取代表性构象并在每个状态的基础上比较特征；还可(kě)以根据数据集或一组模拟来估计自由能(néng)景观，从而可(kě)以对 GaMD 模拟进行统计重新(xīn)加权。

3. 添加了2个可(kě)对PharmDB数据库进行筛选过滤的新(xīn)功能(néng)。筛选条件可(kě)以是结构的发布时间，配體(tǐ)分(fēn)子量，药物(wù)五规则冲突数量，配體(tǐ)溶解度，结合位点的疏水性、极性、體(tǐ)积等，酶的名称、种属、功能(néng)、E.C. number等条件；还可(kě)以将一组配體(tǐ)映射到PharmaDB中。PharmaDB 是由BIOVIA开发的一个基于结构的药效基团的大型数据库，主要用(yòng)途是帮助研究人员在药物(wù)发现和设计过程中进行数据挖掘和分(fēn)析。它包含了大量的化合物(wù)信息、药物(wù)靶点、生物(wù)活性数据、药物(wù)代謝(xiè)信息等，可(kě)以帮助研究人员进行药物(wù)筛选、寻找候选药物(wù)和了解药物(wù)的性质。在此次版本更新(xīn)中包含了超过 730,000 个药效团模型，相较于之前版本的25万个药效团模型，丰富了模型的可(kě)选择性和提高了计算准确性。

功能(néng)加强

1. 使ZDOCK进行蛋白-蛋白对接的性能(néng)提高了20%，在GPU加持下的情况，计算速度更加快速。

2. 几个蛋白质建模相关Protocol现在均支持charmm36力场。这些Protocol分(fēn)别是Prepare Proteins, Calculate Protein Ionization and Residue pK, Calculate Mutation Energy (Binding), Calculate Mutation Energy (Stability), Calculate Protein Formulation Properties。这几个Protocol可(kě)对蛋白质进行结构修复，结构质子化，计算突变能(néng)、溶解度、粘度、可(kě)开发性等性质以对蛋白质进行设计和改造。charmm36力场是经典分(fēn)子力场，由CHARMM经过参数调整和验证而来，可(kě)以显著提高模拟结果的准确性。相较于其他(tā)力场，charmm36力场更适用(yòng)于蛋白质、肽、核酸、磷脂、糖等多(duō)种生物(wù)大分(fēn)子的模拟研究；charmm36力场具有(yǒu)较為(wèi)完备的参数集，能(néng)够更准确地描述分(fēn)子的力學(xué)性质和相互作用(yòng)；charmm36力场的参数和模拟方法经过了广泛的验证和测试，能(néng)够产生可(kě)重复的结果，使得不同用(yòng)户可(kě)以进行相互比较和验证；charmm36力场还考虑了多(duō)尺度效应，可(kě)以模拟从原子水平到宏观水平的多(duō)种时间和空间尺度上的生物(wù)分(fēn)子行為(wèi)。

3. 增强了抗體(tǐ)人源化功能(néng)。现在可(kě)以通过机器學(xué)习来區(qū)分(fēn)人和非人抗體(tǐ)可(kě)变结构域序列，对输入序列进行突变以降低其免疫原性。还可(kě)以根据参数设置，使用(yòng)机器學(xué)习方法设计合理(lǐ)人源化序列。

4. 扩展了Assign Forcefield 和 Type Ligands with MATCH (Prototype)这两个Protocol的化學(xué)空间覆盖范围。现在可(kě)以通过在 ESP 拟合 QM 数据上训练的机器學(xué)习模型以及通过拟合 QM 数据生成的扭转参数来分(fēn)配電(diàn)荷。

5. 增加了Filter by SMARTS筛选PAINS亚结构功能(néng)。现在可(kě)以直接对虚拟筛选得到的目标小(xiǎo)分(fēn)子进行假阳性化合物(wù)筛选了。PAINS是在大规模药物(wù)筛选过程中，不作用(yòng)于目标靶点但呈现出急剧迷惑性假阳性结果的一类化合物(wù)，从而使得研究人员错误地认為(wèi)某个化合物(wù)具有(yǒu)特定的生物(wù)活性。

其他(tā)更新(xīn)

Discovery Studio 客户端增强了动力學(xué)模拟的轨迹动画显示，同时兼容了Windows11系统；CHARMm更新(xīn)到了47b1版本；Dock Ligands (GOLD)现已支持GOLD 2023；抗體(tǐ)数据库更新(xīn)了PDB数据库于2022年7月发布的6,711个抗體(tǐ)结构；RCSB Structure Search protocol的残基数据库根据2023年5月发布的PDB版本进行了更新(xīn)，其中包含400,322个残基条目；PDB、PDB_nr95和Swiss-Prot BLAST数据库使用(yòng)截至2023年5月的可(kě)用(yòng)数据进行更新(xīn)。

这里是占位文(wén)字