2011生命科学暑期培训班教程DiscoverStudio分子对接-CDOCKER
分子对接方法
Oh boy! What a perfect match
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3分子对接的基本原理
药物与受体的结合强度取决于结合的自由能变化 G结合 = H结合 - TS结合 = -RT ln Ki
大部分的分子对接法忽略了全部的熵效应，而在焓 效应也只考虑配体与受体的相互作用能，即：
Einteraction= Evdw + Eelectrostatic + Eh-bond
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Dock软件
步骤 1.分子的准备工作 2.活性位点的确定 3.格点对接 4.柔性对接
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分子的准备工作
在Chimera软件中进行 加氢原子 加电荷
得到的文件： 1）rec_charged.mol2 2）rec_noH.pdb 3）lig_charged.mol2
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（3） 遗传算法和进化规划
遗传算法开始应用到分子对接技术，其特点为 ： 第一步，一个称为染色体的线性表示符能够描述构型 的所有自由度，找到这个染色体描述符是算法中最困 难的一步。第二步，确定一个一个类似如打分函数的 目标函数。 著名的GOLD软件包括了这种算法
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（4）基于分子模拟的方法
模拟退火的方法，Autodock程序就采用了这种方法 分子动力学的方法 Monte Carlo模拟，一种统计力学的方法，这种算法 中最重要的两部分是自由度的描述和能量的评价，合 适的自由度描述可以避免较高能量的构象，用键角、 扭曲角等内座标来描述配体的柔性比用笛卡儿空间的 三维座标描述要强，同样，能量的评价也是最耗时， 这一步时间必须足够的长。
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(3）基于pose clustering的方法 这种方法与几何哈希的方法相类似，也是一种 基于模式识别的方法。 在LUDI模型中，如图所示，对每一个作用基团，定 义作用中心和作用表面。受体的作用表面近似地用离 散的点表示，和对应的配体的中心目标点相匹配。
结构分子生物学的技术之分子对接
结构分子生物学的技术之分子对接分子生物学可在分子水平上研究生命现象和生命本质的科学，是生命科学研究中较为先进和前沿的技术。
分子对接是结构分子生物学中的关键技术，近年来在计算机辅助药物设计中发挥着越来越重要的作用。
分子对接技术是一种基于计算机的分析，可应用数学、生物和计算机模型来预测小分子对特定受体亲和力。
分子对接技术可以根据化学结构预测新化学实体（NCEs）或药物的结合亲和力。
在创新药物研究领域，将计算机技术，优化方法与药物设计三者融合而成的计算机辅助药物设计技术发挥着重要的作用。
药物分子对接方法研究是计算机辅助药物分子设计的重要环节和步骤。
分子对接是指通过计算机模拟将小分子（配体）放置于大分子靶点（受体）的结合位点，根据空间构象和相互作用在结合位点内不断定位并寻找最佳匹配状态。
新药的发现常常需要耗费大量的人力和物力，是一个极具挑战的过程。
分子对接常用于药物筛选，研究发现结构不同的靶点和配体的对接能是不同的。
这是因为，靶点的结构不同，改变了多种影响对接过程的因素，从而导致对接结果发生改变。
研究显示，虽然靶点结构不同，靶点与各配体之间对接能的大小顺序相同。
随着科学技术的发展，越来越多的蛋白质晶体结构得到解析，给利用用分子对接技术进行化合物筛选提供了大量靶点。
通过分子对接技术进行模拟分析可以得出候选化合物与蛋白的对接结果及其功能区域的相互作用关系，从而预测药物的作用靶点，为探索化合物的作用机制奠定了基础，也为以该先导化合物开发新型药物提供了理论基础。
计算机辅助药物设计技术以其经济、快速、高效的优势在药物研发中的作用越来越大。
美迪西的结构生物实验室配备有分子克隆室及基于蛋白质晶体学的药物发现与筛选平台，支持基于结构基础的药物开发，从新靶点的确认到最终的结构确认。
美迪西结构生物学平台是中国较早建立的结构生物平台之一，已被上海市政府认定为重要新药研发平台。
分子对接作为计算机辅助药物设计的关键技术，已经药物研发中的一种重要的方法。
discovery studio libdock打分 -回复
discovery studio libdock打分-回复Discovery Studio LibDock是一种基于分子对接的工具，用于评估小分子化合物与靶标蛋白的亲和力。
它通过计算分子间的相互作用能和结合自由能来预测化合物的结合位点和结合强度，为药物设计和优化提供重要的信息。
本文将逐步详细介绍Discovery Studio LibDock的原理、方法和应用。
首先，让我们来了解一下LibDock的原理。
LibDock基于分子对接技术，使用蛋白和化合物的结构信息来模拟它们之间的相互作用。
在分子对接中，蛋白结构被固定，而化合物结构则可以自由旋转和移动，以找到最佳结合位点和最有利的结合构型。
LibDock通过计算化合物和蛋白结构之间的相互作用能来评估它们的亲和力。
这种相互作用能包括静电相互作用、范德华力、氢键和疏水作用等。
LibDock使用一种称为锁定-解锁技术的筛选方法，以快速筛选大量化合物并预测它们与蛋白的结合能。
该方法首先锁定一个小的搜索空间，然后在此搜索空间内生成众多的分子姿态，以覆盖可能的结合构型。
接下来，LibDock采用高度优化的分子力学和能量最小化算法来计算这些分子姿态的相互作用能。
最后，LibDock根据这些相互作用能的得分对化合物进行排序，并选取高分子的姿态作为最优结合构型。
LibDock的应用非常广泛。
首先，它可以用于药物发现和设计。
研究人员可以使用LibDock评估化合物与靶标蛋白的结合能，并优化化合物的结构以改善结合亲和力。
其次，LibDock可以用于虚拟筛选和高通量筛选。
研究人员可以使用LibDock对大规模化合物库进行筛选，以快速筛选出具有高结合亲和力的候选化合物。
此外，LibDock还可以用于研究蛋白分子的结构和功能。
研究人员可以使用LibDock来预测蛋白的结合位点和结合能，以了解其在生物过程中的功能。
在实际操作中，使用Discovery Studio软件中的LibDock模块是非常方便的。
discovery studio中蛋白质二级结构
discovery studio中蛋白质二级结构Discovery Studio是一款分子模拟软件，可以用于研究蛋白质的结构和功能。
蛋白质的二级结构是指多肽主链骨架原子沿一定的轴盘旋或折叠而形成的特定的构象，不涉及氨基酸残基侧链。
蛋白质二级结构的主要形式包括α-螺旋、β-折叠、β-转角、Ω环和无规卷曲。
在Discovery Studio中，可以通过多种方法来预测和模拟蛋白质的二级结构。
例如，可以使用基于机器学习的方法，如支持向量机（SVM）或随机森林（Random Forest），来预测蛋白质二级结构。
这些方法基于已知的蛋白质二级结构数据集进行训练，并使用特征向量来表示蛋白质序列。
通过训练，模型可以学会识别序列中与特定二级结构相关的模式。
另外，Discovery Studio也提供了基于物理的模拟方法，如分子动力学模拟（MD），来模拟蛋白质的二级结构。
这些模拟方法考虑了蛋白质分子内的相互作用力和溶剂效应，可以更准确地预测蛋白质的二级结构。
总的来说，Discovery Studio提供了一系列强大的工具和算法，可以帮助研究者更深入地了解蛋白质的二级结构，从而更好地理解蛋白质的功能和行为。
分子对接
2.分子对接的原理
• 2.1 分子对接的一般原理
• 分子对接是将已知三维结构数据库中的分子逐一 放在靶标分子的活性位点处。通过不断优化受体 化合物的位置、构象、分子内部可旋转键的二面 角和受体的氨基酸残基侧链和骨架,寻找受体小分 子化合物与靶标大分子作用的最佳构象,并预测其 结合模式、亲和力和通过打分函数挑选出接近天 然构象的与受体亲和力最佳的配体的一种理论模 拟分子间作用的物分子稳定性的主要因素是疏水作用和 键合力大小。 • 而影响键合力的因素有作用位点空间位的互补、 静电相互作用和氢键等,且溶解熵对稳定受体-配体 复合物起着重要的作用。 • 所以分子对接的过程主要包括分子间的空间互补 和电学性质互补。 • 空间互补是分子间发生相互作用的基础,能量互补 是分子间保持稳定结合的基础。
• 3.3柔性对接
• 在对接过程中,配体和受体的构象是允许发生变化 的。一般用于精确考虑分子间的识别情况。 • 分子的柔性主要来自于可旋转健的旋转。这种变 化包括三个平动自由度、三个转动自由度以及配 体分子的部分二面角的变化。
4.主要分子对接软件
• 如果要进行分子对接试验,就必须先对所要对接的 分子进行结构模拟。当分子模型确立后,就可以利 用分子模拟软件在计算机上进行一系列实验。主 要软件有：
6.展望
• 分子对接方法的优势在于各种化合物数据库中的 分子均是已知化合物,且相当大一部份可以通过购 买得到或根据已知的合成路线合成,可以较快地进 行后续的药理测试。目前有许多的商用数据库,为 药物开发提供了一个比较好的工具。近年来,计算 机技术的发展、靶酶晶体结构数据和算法数量的 快速增长和商用小分子数据库的不断更新,使得分 子对接在药物设计中取得了巨大成功。
Stoddard等用二元对接方法成功地对麦芽糖和蛋白 质进行了对接。对接时,他们把配体和受体主链结 构当作刚性处理。
使用ZDOCK进行蛋白质对接
掌握Discovery Studio 中蛋白序与蛋白质之间相互 对接的操作方法及结果分析。
软硬件环境：
Discovery Studio 4.0，Win7 64版
Dell 3020工作站
蛋白质结构文件：
牛胰岛素：
2ptn.pdb
胰岛素抑制剂(CMTI-I)：2sta_I.pdb
实验原理
2.打开ZDOand Analyze Protein Complexes ， 点 击
Dock Proteins（ZDOCK），打开 Dock Proteins（ZDOCK）对话框。
3. 运行 ZDOCK 并查看结果
✓ 点 击 Run 运 行 作 业 ， 在 对 话 框 中 观 察 作 业 运 行 状 态 。 点 击 Background 后台运行该作业。
蛋白对接技术是一种预测蛋白质相互识别以及相互作 用的技术。
在 DS 中，ZDOCK模块可以实现蛋白质的对接计算。 ZDOCK 是一种基于快速傅里叶转化相关性技术的刚性 蛋白对接算法。
实验步骤
1.载入受体和配体分子
✓ 1）启动Discovery Studio 4.0
✓ 2）在同一个 3D 窗口中打开受体和配体蛋白
在文件浏览器（Files Explorer）中，展开 Samples | Tutorials | Protein Modeling 文件夹， 双击 2ptn.pdb 文件。DS 将在一个新的 3D 窗 口中打开该蛋白。 在同一文件夹中，将 2sta_I.pdb 拖至上述同一分子窗 口（2ptn）中。
✓ 待作业完成以后，双击任务浏览器（Jobs Explorer）中相应的行， 打开 Report.htm
✓ 在 report 文件中分析 Summary 部分并点击 View Results 以打 开一个包含对接 pose 的新窗口。
Discovery Studio软件简介
国家超级计算深圳中心科学计算相关软件
Discovery Studio简介
国家超级计算深圳中心科学计算相关软件Discovery Studio是BIOVIA公司在生命科学领域的一款综合性应用于生命科学预测领域的软件，集成了目前分子模拟领域的各种经典、先进算法及高质量的图形界面，可主要用于蛋白质的表征、同源建模、分子力学计算和分子动力学模拟、基于结构药物设计工具、基于小分子的药物设计工具和组合库的设计与分析等。
Discovery Studio可以应用于生命科学以下研究领域：新药发现，生物信息学，结构生物学，酶学，免疫学，病毒学，遗传与发育生物学，肿瘤研究等。
目前国家超级计算深圳中心配置了Standalone基本界面和显示模块，Protein Refine蛋白质模拟模块，Flexible Docking、LigandFit、LigandScore基于结构的药物发现和设计模块，Catalyst Conformation、Catalyst Hypothesis、Catalyst SBP、Catalyst Score基于药效团的药物发现和设计模块，CHARMm分子力学和分子动力学计算模块。
分子对接 本科生
分子对接本科生分子对接是一种计算机辅助药物设计的方法，可以用来预测分子之间的相互作用和结合能力。
对于本科生来说，了解和学习分子对接是非常重要的，因为它涉及到药物研发和生物学等多个学科领域。
本文将从分子对接的基本原理、应用领域以及未来发展方向等方面进行介绍。
一、分子对接的基本原理分子对接是通过计算机模拟方法来预测和优化分子之间的相互作用，以寻找具有特定生物活性的化合物。
其基本原理是将分子作为刚性物体，在三维空间中进行位置和姿态的搜索，以找到最佳的相互作用模式。
常用的分子对接方法包括基于结构的对接、基于药效团的对接以及基于机器学习的对接等。
二、分子对接的应用领域分子对接在药物研发、药物再利用和农药设计等领域具有广泛的应用。
在药物研发中，分子对接可以用于筛选候选药物分子库，从中挑选出与靶点结合能力较高的化合物。
在药物再利用中，分子对接可以帮助研究人员寻找已经上市的药物在其他疾病中的新应用。
在农药设计中，分子对接可以用于预测农药分子与害虫靶点的相互作用，以优化农药的效果和安全性。
三、分子对接的未来发展方向随着计算机技术的不断进步，分子对接的方法和应用也在不断发展。
未来的发展方向主要包括以下几个方面：1. 结合人工智能和机器学习：人工智能和机器学习的发展为分子对接提供了新的思路和方法。
通过训练大数据集，可以建立更准确的模型，提高分子对接的预测能力。
2. 考虑溶剂和蛋白质灵活性：目前的分子对接方法主要考虑分子的刚性，忽略了溶剂和蛋白质的灵活性。
未来的发展应该将这些因素考虑进去，以提高分子对接的准确性。
3. 发展多靶点对接：多靶点对接可以同时考虑多个靶点的结合能力，可以用于设计多功能药物或抗药性药物。
4. 结合实验验证：分子对接结果需要通过实验验证才能确定其准确性。
未来的发展应该更加注重实验验证，以提高分子对接的可靠性。
分子对接是一种重要的计算机辅助药物设计方法，对于本科生来说，了解和学习分子对接是非常有价值的。
AutoDock-分子对接步骤
Discovery studio:File -> New -> molecule window : 出现如下窗口，将所要处理的分子*.sdf文件拖入，Chemistry -> hydrogens -> dele 去掉所有氢，选中质子化的氮原子选中质子化的氮原子，Chemistry -> charge:+1.Chemistry -> hydrogens -> add.（加上所有氢，包括质子化的氢原子）Pdbqt格式准备（pymol）：4M48-DA T.pdb用pymol读入：点右下方S键, 在左上方显示序列，选中21B，右侧显示有sele后，file -> save molecular: sele - OK -重命名ligand.pdbFile -> open -> Duloxetine_3d.sdfSave > molecular : Duloxetine-3d.pdb受体准备：1. Pymol软件：pymol打开两个蛋白分子的pdb格式，将SERT-model叠合到4M48-DA T上，保存叠合后的SERT-model.pdb。
（此步骤是重新定义SERT-model的坐标）2.AutoDockTools: file -> ReadMolecule: SERT-moldel-align.pdbEdit -> Hydrogens : polar Only -> OkGrid -> Macromolecule -> choose : SERT-moldel-align. 保存为:SERT-moldel-align.pdbqt配体准备：Ligand -> input -> open : (*.pdb) ligand.pdb | Duloxetine-3d.pdbLigand -> Output -> Save as PDBQT: 保存为*.PDBQT文件。
discoverystudio4
discoverystudio4.5教程Discovery Studio 4.5 是一个用于计算化学和生物学的集成科学环境。
它提供了一系列工具和功能，用于分子建模、药物发现、蛋白质分析、蛋白质结构预测等任务。
下面是一些 Discovery Studio 4.5 的教程资源：1. 官方文档：可以下载 Discovery Studio 4.5 的官方文档，其中包含了详细的教程和使用指南。
你可以从 Accelrys 官方网站上找到这些文档。
2. 作业指南：Discovery Studio 4.5 附带了一些常见的使用案例和作业指南，可以帮助用户逐步了解和掌握软件的功能和操作。
3. 网上教程：你可以在各种科学论坛、博客和教育网站上找到关于 Discovery Studio4.5 的在线教程。
例如，你可以搜索"Discovery Studio 4.5 tutorial" 来找到相关资源。
4. 视频教程：有一些通过视频形式展示的 Discovery Studio 4.5 教程，通过观看这些视频可以更直观地学习软件的使用方法。
你可以在视频分享网站如 YouTube 上搜索 "Discovery Studio 4.5 tutorial" 来找到相关视频。
5. 在线培训课程：有一些专门的在线培训课程提供 Discovery Studio 的教学。
这些课程通常需要付费，但它们可以提供结构化的学习经验和个人指导。
请注意，Discovery Studio 4.5 是专业的科学软件，使用前可能需要一定的化学和生物学知识基础。
使用教程和指南可以帮助你更好地理解软件的功能和使用方式，但实践中仍然需要经验和专业指导。