【转帖】药物设计软件【schrodinger】 all manual

药物设计软件【schrodinger】 all manual

Schrödinger（薛定谔）是药物发现的完整软件包，包括：基于受体和配体结构的诱导契合和柔性对接模式；基于受体结构及配体极性的对接模式；基于受体结构及溶液环境性质的对接模式；组合化学库设计及基于组合库的对接模式；基于配体结构的药物设计，药效团和3D-QSAR；生物分子结构模拟，蛋白、糖、核酸、小肽等；基于靶点的药物设计；ADME性质预测。


Schrodinger是药物发现的完整解决方案：




（一）高通量虚拟筛选：薛定谔软件的虚拟筛选功能在35个CPU的集群上每天可以筛选150万个化合物。提供一站式的设置界面，用户可以定义特定的性质，以便过滤掉不满足性质的化合物；所需模块：Glide, LigPrep, QikProp, Epik, Sitemap, Liaision；




（二）精确对接：针对虚拟筛选后的富集化合物库或者用户自己特定的化合物库，利用薛定谔软件提供的精确对接模式可以考虑以下两种真实环境，得到的精确度结果可以和实验的结果相匹配：


（1）配体小分子对蛋白活性位点结构的诱导(Induced Fit)；所需模块：Glide, Prime, Liaison, Sitemap, Epik, MacroModel, LigPrep, QikProp；


（2）蛋白分子诱导配体分子电荷的极化(QPLD)，所需模块：Glide, Liaison, Sitemap, Epik, MacroModel, Qsite, Ligprep, Jaguar, QikProp；



（三）药效团和3D-QSAR：薛定谔提供的药效团和3D-QSAR的解决方案，在没有受体信


息的情况下，科研人员可以用活性配体的信息进行新药设计；所需模块：Phase, Confgen,  Ligprep, MacroModel, Strike；




（四）全新药物设计（de novo design）：薛定谔软件提供的me-too和me-better药物设计解决方案，允许用户替换已知化合物的侧链或者母核；所需模块：CombiGlide, Glide, Ligprep, Qikprop；




（五）酶催化，金属酶研究（QM/MM方法）：薛定谔软件提供的QM/MM方法可以考虑蛋白活性位点的化学反应。所需模块：Qsite, Jaguar；




（六）生物分子结构模拟：可以精确模建蛋白、核酸、多糖结构；所需模块Prime, MacroModel；




（七）ADME性质预测：应用于药理方面的研究；所需模块：QikProp；




（八）化学信息学：薛定谔软件的化学信息学解决方法提供以下专业算法：二元指纹向量聚类分析；相似性分析；层次聚类方法；化学过滤方法；多样性分析；sphere exclusion diversity;字结构搜索；独特的SMILES产生法；多元线性回归；偏最小二乘回归；主成份分析；主成份回归分析；神经网络算法；朴素贝叶斯分析算法；自组织特征映射法；所需模块：Canvas；




Schrodinger（薛定谔）包含的模块简介:




Glide：精确的配体和受体的对接（docking）工具。Glide提供SP（标准精度）和XP（额外精度）两种方式为药物发现提供了速度和精度，在SP（标准精度）高精度的对接几十万个配体基础上， XP（额外精度）模式可以对SP的对接结果做进一步检验，以减少假阳性。GlideScore充分考虑亲脂性，氢键，金属配位体的贡献，也考虑不合适的键的旋转和原子的空间排斥，可以有效的减少假阳性和提高富集率。另外含有的SP-QPLD和XP-QPLD打分可以考虑配体在受体内的极性取向。Glide和Prime模块联用可以实现Induced Fit功能。




Maestro：是Schrödinger软件的统一界面，超强的图像显示功能使研究人员能清楚的观察最复杂的研究体系。




Prime: 精确的蛋白结构预测软件包。Prime可以模建出高精度的受体模型，保证药物研发后期的成功。Prime可精确模建Loop区。包含同源模建和threading两种方法。




Liaison：精确的配体-受体结合能计算程序，Liaison预测结合能在~1 kcal/mol的实验值，可以应用到配体自由度比较大的情况。




SiteMap: 精确的蛋白活性位点认证工具。 包含两部分功能：活性位点定位；分析活性位点的化学特征。




CombiGlide：设计针对一个靶标或者一类靶标的富集组合库，并利用靶标结构基于组合库虚拟筛选程序。通过特定的设定过滤化合物，例如ADME预测。并可实现De novo design。




Epik：快速和精确的预测pKa。Epik能够得到pKa值和3D结构文件，包括多种互变异构体和在特殊条件下可能存在的离子状态，在水和DSMO的溶液中，也能精确的计算出pKa值。可以有效提高筛选的准确性。






MacroModel: 基于力场模建的黄金标准。可处理体系包括有机化合物、糖、核酸、小肽、蛋白等。在研究蛋白-配体的复合物，允许活性位点充分的柔性，而其他的地方刚性。




Qsite：高性能的QM/MM计算程序。Qsite将量子力学计算应用到蛋白的活性位点的活性中心，对于剩余的蛋白体系应用分子动力学，是先导优化的强有力的工具。可应用在涉及到电子转移的酶的催化反应及蛋白活性中心含金属的体系。






Phase: 最精确的药效团模建的完整工具包。Phase可以基于配体设置排斥球，假设某些区域被蛋白质所占据，这样就把空间形状不符合的配体筛掉。可以根据配体-受体复合物结构中配体的晶体结构生成药效团搜索数据库。具有强大的数据管理功能，Phase允许用户生成和存储多构象的数据库，以便在工作中随时用来筛选。包含的ConfGen技术对配体分子进行考察，包括键的旋转，和计算各个构象的能量，以保留合理的构象。




Strike: 做统计模型和QSAR的工具。 Strike是做结构-活性关系模型的工具, Strike能使用这个模型快速的预测化合物活性或者预测大的虚拟库的像药性。




QikProp： 快速精确的ADME的预测工具。由耶鲁大学的Bill Jorgensen教授实验室设计。可以对整个分子的3D结构预测，预测性质包括：辛醇/水和水/气体的log Ps, log S, log BB；整个CNS活性；Caco-2和MDCK细胞渗透性；血清白蛋白结合活性log Khsa；HERG 的K离子通道阻断性log IC50。




LigPrep：精确的2D到3D结构的转换的工具。有效精确的2D到3D的转换是成功药物设计的第一步，LigPrep可从单一结构产生的化学和结构上的多样构象。LigPrep可以为Glide，Qikprop，和Phase产生输入文件。为了符合模拟程序的需要, LigPrep提供的特殊设定可优化输出结构。




PrimeX：蛋白质X-ray晶体结构精修。包括正确放置配体，Loop区构建以及模拟退火功能。




Jaguar: 快速的第一原理电子结构计算软件包, 可以将量子化学的精确性引入生命科学研究。
本文转自诺贝尔学术资源网 http://www.i-nobel.com/bbs,☆文献互助、学术交流和学术资源