Discovery Studio 藥物發(fā)現(xiàn)與生物大分子計(jì)算模擬平臺(tái)
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最后更新：2017-12-18
關(guān) 注 度：5309
生產(chǎn)企業(yè)：創(chuàng)騰科技有限公司
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產(chǎn)品詳細(xì)介紹 Discovery Studio 藥物發(fā)現(xiàn)與生物大分子計(jì)算模擬平臺(tái)
個(gè)人電腦上的全新分子建模環(huán)境，專業(yè)的生命科學(xué)分子模擬軟件
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Discovery Studio™ (簡(jiǎn)稱DS), 基于Windows/Linux系統(tǒng)和個(gè)人電腦、面向生命科學(xué)領(lǐng)域的新一代分子建模和模擬環(huán)境。它服務(wù)于生命科學(xué)領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)生物學(xué)家、藥物化學(xué)家、結(jié)構(gòu)生物學(xué)家、計(jì)算生物學(xué)家和計(jì)算化學(xué)家，應(yīng)用于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)功能研究，以及藥物發(fā)現(xiàn)。為科學(xué)家提供易用的蛋白質(zhì)模擬、優(yōu)化和藥物設(shè)計(jì)工具。通過(guò)高質(zhì)量的圖形、多年驗(yàn)證的技術(shù)以及集成的環(huán)境，DS將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的保存、管理與專業(yè)水準(zhǔn)的建模、模擬工具集成在一起，為研究隊(duì)伍的合作與信息共享提供平臺(tái)。
建立在最新的流程管理平臺(tái)Pipeline Pilot基礎(chǔ)上的DS讓數(shù)據(jù)的共享和交流變得更為方便和簡(jiǎn)潔。DS中的部分功能流程(protocols)可以在Pipeline Pilot中進(jìn)行編輯和組合，編輯組合而得的新流程可以導(dǎo)入 Discovery Studio中使用，這樣使得科研流程的方便共享成為可能。同時(shí)，Pipeline Pilot這個(gè)開(kāi)放平臺(tái)技術(shù)還為使用者整合自己的或第三方的軟件工具提供了接口。科研人員可以在一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)上完成從基因到先導(dǎo)化合物設(shè)計(jì)的一系列工作，并且可以通過(guò)web形式共享研究成果。
DS的服務(wù)器-客戶端模式使得科研人員能夠最方便且最大限度地實(shí)現(xiàn)計(jì)算資源共享。
DS目前的主要功能包括：蛋白質(zhì)的表征（包括蛋白-蛋白相互作用）、同源建模、分子力學(xué)計(jì)算和分子動(dòng)力學(xué)模擬、基于結(jié)構(gòu)藥物設(shè)計(jì)工具（包括配體-蛋白質(zhì)相互作用、全新藥物設(shè)計(jì)和分子對(duì)接）、基于小分子的藥物設(shè)計(jì)工具（包括定量構(gòu)效關(guān)系、藥效團(tuán)、數(shù)據(jù)庫(kù)篩選、ADMET）和組合庫(kù)的設(shè)計(jì)與分析等。DS可以應(yīng)用于生命科學(xué)以下研究領(lǐng)域：新藥發(fā)現(xiàn)，生物信息學(xué)，結(jié)構(gòu)生物學(xué)，酶學(xué)，免疫學(xué)，病毒學(xué)，遺傳與發(fā)育生物學(xué)，腫瘤研究。
一、Discovery Studio功能模塊簡(jiǎn)介
二、Discovery Studio可以運(yùn)行的硬件平臺(tái)
三、Accelrys軟件應(yīng)用于生命科學(xué)Accelrys軟件應(yīng)用于生命科學(xué)
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Discovery Studio功能模塊簡(jiǎn)介
- 基本界面和顯示模塊
Discovery Studio Standalone
Discovery Studio Visualizer Client
- 蛋白質(zhì)模擬模塊
DS MODELER
DS Protein Refine
DS Protein Health
DS Protein Families
DS Sequence Analysis
- 基于結(jié)構(gòu)的藥物發(fā)現(xiàn)和設(shè)計(jì)模塊
DS Flexible Docking
DS LigandFit
DS LigandScore
DS LibDock
DS CDOCKER
DS Protein Docking
DS Ludi
DS De Novo Evolution
DS LigandFit CAP/ DS Ludi CAP
DS GOLD interface
- 基于藥效團(tuán)的藥物發(fā)現(xiàn)和設(shè)計(jì)模塊
DS Catalyst Conformation
DS Catalyst Hypothesis
DS Catalyst SBP
DS Catalyst Score
DS Catalyst Shape
DS Catalyst DB Build
DS Catalyst DB Search
DS De Novo Ligand Builder
HypoDB
PCDB (PharmaCoreDB)
- 基于小分子的藥物發(fā)現(xiàn)和設(shè)計(jì)模塊
DS QSAR
GFA Component
VAMP Descriptors Component/ DMol3 Descriptors Component
DS Library Design
DS ADMET
DS TOPKAT
- 分子力學(xué)和分子動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊
DS CHARMm
DS CHARMm Lite
DS CFF (高級(jí)II類(lèi)力場(chǎng))
DS MMFF (Merck Molecular Force Field)
- 分析模塊
DS Biopolymer
DS Analysis
基本界面和顯示模塊
·Discovery Studio Standalone
可視化界面，是利用Discovery Studio軟件進(jìn)行分子設(shè)計(jì)和模擬的基礎(chǔ)，支持服務(wù)器-客戶端安裝在同一臺(tái)機(jī)器上的運(yùn)行模式。與Pipeline Pilot Server結(jié)合在一起，提供化學(xué)/生物學(xué)數(shù)據(jù)顯示、模擬/分析、構(gòu)建三維分子、展示動(dòng)態(tài)變化、三維作圖及許多其它功能。
·Discovery Studio Visualizer Client
是服務(wù)器-客戶端運(yùn)行模式中、客戶端的可視化界面，用于訪問(wèn)和使用服務(wù)器端的Discovery Studio軟件。必須與服務(wù)器端配置的Pipeline Pilot Server協(xié)同工作，為用戶提供無(wú)與倫比的數(shù)據(jù)、工作流程和計(jì)算資源共享。
蛋白質(zhì)模擬模塊
·DS MODELER
只要給出未知結(jié)構(gòu)序列與另一個(gè)已知三維結(jié)構(gòu)蛋白的比對(duì)，利用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的快速同源模建方法，便可自動(dòng)并快速產(chǎn)生優(yōu)化的蛋白同源模型。對(duì)于靶標(biāo)發(fā)現(xiàn)及蛋白家族功能結(jié)構(gòu)分析，MODELER是一個(gè)理想的解決方案。用MODELER還可以模擬蛋白突變，進(jìn)行l(wèi)oop區(qū)模建及基于結(jié)構(gòu)的比對(duì)并構(gòu)建有配體結(jié)合的蛋白結(jié)構(gòu)模型。結(jié)合Sequence Analysis模塊，可以全自動(dòng)完成抗體Loop區(qū)模建。結(jié)合Discovery Studio里模擬及以結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的藥物設(shè)計(jì)的功能模塊，用MODELER還可以深入研究蛋白結(jié)構(gòu)及功能的關(guān)系。
·DS Protein Refine
利用CHARMm對(duì)模建好的蛋白質(zhì)進(jìn)行側(cè)鏈和loop區(qū)的優(yōu)化，提高蛋白質(zhì)模型的準(zhǔn)確性。
·DS Protein Health
蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)合理性評(píng)價(jià)工具。Protein Health模塊運(yùn)用Profiles 3D方法，通過(guò)將三維結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)環(huán)境與特定氨基酸殘基的優(yōu)先外界環(huán)境相比較，獲得相關(guān)結(jié)構(gòu)性質(zhì)與氨基酸序列信息之間的關(guān)系。通過(guò)Protein Health模塊的分析，用戶可以方便快速地找到蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中不合理的區(qū)域。
·DS Protein Families
通過(guò)分析某一蛋白家族蛋白序列的保守模式以及在三維結(jié)構(gòu)上的保守殘基的位置，可以在分子水平上更好地了解到蛋白功能機(jī)制。Protein Families的簡(jiǎn)單易用的流程（protocols），也可一步步地引導(dǎo)用戶進(jìn)行分析，從蛋白家族的序列或者結(jié)構(gòu)比對(duì)，到進(jìn)化蹤跡分析。而進(jìn)化蹤跡分析包括用分層聚類(lèi)的方法來(lái)建立蛋白家族系統(tǒng)樹(shù)圖以及把這些得到的功能注釋信息畫(huà)到你的三維結(jié)構(gòu)上去。進(jìn)行序列比對(duì)時(shí)，允許根據(jù)需要對(duì)比對(duì)結(jié)果添加約束，提高活性部位關(guān)鍵殘基的比對(duì)效果。
·DS Sequence Analysis
與功能已知的其它蛋白的序列進(jìn)行比對(duì)，是確定某一蛋白生物功能的第一步。用Sequence Analysis也可以讓用戶通過(guò)通用的BLAST及PSI-BLAST算法來(lái)搜索本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)或者NCBI網(wǎng)上數(shù)據(jù)庫(kù)，確定蛋白序列的同源區(qū)域。結(jié)果在交互的報(bào)告格式里面顯示以方便進(jìn)行進(jìn)一步的分析及在其它Discovery Studio模塊里面的使用。使用Blast搜索PDB或PDB_nr95數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，結(jié)果文件中可以顯示輸出蛋白質(zhì)的SCOP ID, Ligand ID以及X射線分辨率等信息。
基于結(jié)構(gòu)的藥物發(fā)現(xiàn)和設(shè)計(jì)模塊
·DS Flexible Docking
受體柔性對(duì)接工具（Induced-Fit對(duì)接工具），可以實(shí)現(xiàn)配體-受體雙柔性對(duì)接，模擬配體與受體結(jié)合時(shí)的誘導(dǎo)-契合效應(yīng)（induced-fit）。Flexible Docking模塊先對(duì)蛋白活性口袋的側(cè)鏈產(chǎn)生多個(gè)構(gòu)象，然后將配體對(duì)接到受體的活性口袋當(dāng)中，最后對(duì)得到的配體-受體復(fù)合物結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。Flexible Docking最大的優(yōu)勢(shì)在于準(zhǔn)確，可以精細(xì)地研究配體-受體的相互作用信息，適合于作用機(jī)理研究。需要DS CHARMm, DS LibDock, DS Catalyst Conformation, DS Protein Refine模塊支持。
·DS LigandFit
LigandFit模塊可以方便快速地將小分子化合物對(duì)接到生物大分子的活性位點(diǎn)中，是一個(gè)快速、靈活的分子對(duì)接程序，可以考慮配體結(jié)合取向、結(jié)合構(gòu)象以及形狀匹配等多種因素。LigandFit在高通量虛擬篩選時(shí)可并行計(jì)算。同時(shí)具有設(shè)置interaction filter的功能。
·DS LigandScore
采用經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的打分函數(shù)以及特定的描述符，評(píng)價(jià)受體-配體間的相互作用。通過(guò)對(duì)LigandFit對(duì)接結(jié)果的分析，可幫助用戶確定結(jié)合模式方面可能存在的問(wèn)題，區(qū)分正確或錯(cuò)誤的結(jié)合構(gòu)象，把不同結(jié)合構(gòu)象的配體依次排序以供篩選或合成使用。可自定義參數(shù)，可將所有設(shè)置保存并與其他使用者共享。LigandScore在高通量的虛擬篩選時(shí)也可并行計(jì)算。
·DS LibDock
快速的分子對(duì)接工具，適用于對(duì)大規(guī)模數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行快速精確的虛擬篩選。LibDock根據(jù)小分子構(gòu)象與受體相互作用熱區(qū)(Hotspot)匹配的原理將這些構(gòu)象剛性對(duì)接到受體的結(jié)合口袋當(dāng)中，其最大的優(yōu)勢(shì)在于速度快，可以并行運(yùn)算，適合于進(jìn)行大規(guī)模虛擬篩選，如與DS Catalyst Conformation中的CAESAR等快速生成構(gòu)象的方法結(jié)合使用更佳。
·DS CDOCKER
是基于CHARMm的柔性對(duì)接程序，采用soft-core potentials以及optional grid representation將配體分子與受體活性位點(diǎn)進(jìn)行對(duì)接。首先采用動(dòng)力學(xué)的方法隨機(jī)搜索小分子構(gòu)象，隨后采用模擬退火的方法將各個(gè)構(gòu)象在受體活性位點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行優(yōu)化，從而使對(duì)接結(jié)果更加準(zhǔn)確。Dock Ligands (Pharmacophore Restraints and CHARMm)方法還可以在使用CHARMm力場(chǎng)進(jìn)行對(duì)接的過(guò)程中考慮藥效團(tuán)的限制，這一功能的實(shí)現(xiàn)需要DS CHARMm和DS Catalyst Score的支持。
·DS Protein Docking
快速而準(zhǔn)確的蛋白-蛋白復(fù)合物結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)工具。該模塊主要移植自InsightII的ZDOCK/RDOCK，ZDOCK用于蛋白-蛋白剛性對(duì)接，RDOCK則基于CHARMm能量極小化方法優(yōu)化ZDOCK得到的結(jié)構(gòu)。Discovery Studio中還提供了新的Process Pose (ZDOCK) protocol等強(qiáng)大的分析工具，實(shí)現(xiàn)對(duì)ZDOCK結(jié)果進(jìn)行包括聚類(lèi)分析在內(nèi)的分析功能，幫助用戶方便快速地縮小范圍，鎖定感興趣的復(fù)合物結(jié)構(gòu)。
·DS Ludi
全新配體設(shè)計(jì)工具。使用Ludi來(lái)發(fā)現(xiàn)新的具有潛在活性的化合物，可節(jié)省研究者大量的時(shí)間。Ludi強(qiáng)大的設(shè)計(jì)工具允許使用者在實(shí)驗(yàn)分析之前模擬篩選，并允許對(duì)已有的化合物進(jìn)行改造。Ludi易于操作，它包含有drug-like片段庫(kù)，同時(shí)也允許用戶將自己的分子片段加入到片段庫(kù)中。
·DS De Novo Evolution
在Ludi連接模式基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的基于受體的小分子藥物從頭設(shè)計(jì)方法。在給定母核結(jié)構(gòu)的情況下，DS De Novo Evolution可以自動(dòng)地為研究人員設(shè)計(jì)潛在的與受體有高親和力的小分子化合物，大大縮短了全新小分子藥物發(fā)現(xiàn)及改造的周期。DS De Novo Evolution能夠在一定分子骨架的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)與受體結(jié)合位點(diǎn)結(jié)構(gòu)和化學(xué)特征互補(bǔ)的全新小分子，并可以進(jìn)行不同層次的優(yōu)化，包括分子水平和片段水平，是設(shè)計(jì)Me-Better類(lèi)藥物分子的有力工具。同時(shí)使用者可以用試劑價(jià)格或象藥性等原則來(lái)限定所設(shè)計(jì)連接點(diǎn)上的取代基，通過(guò)這種方法設(shè)計(jì)得到的分子可以是易于實(shí)驗(yàn)合成的或者是具有更好的藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的。
·DS LigandFit CAP/ DS Ludi CAP
在從頭藥物設(shè)計(jì)中一個(gè)普遍存在的問(wèn)題是，并不是所有設(shè)計(jì)出的分子都能很快的合成出來(lái)或者有些分子根本無(wú)法合成。CAP (Chemicals Available for Purchase) 提供了超過(guò)65,000種可購(gòu)買(mǎi)獲得的分子結(jié)構(gòu)，這些分子結(jié)構(gòu)是用于藥物篩選的第一選擇，可以結(jié)合LigandFit或者Ludi使用。
·DS GOLD interface
DS提供了GOLD程序的接口，并提供了設(shè)置interaction filter的功能。需要用戶有GOLD軟件才能使用。
基于藥效團(tuán)的藥物發(fā)現(xiàn)和設(shè)計(jì)模塊
·DS Catalyst Conformation
多樣、完全且快速的構(gòu)象模型生成工具，可以選擇采用Polling或CAESAR算法生成構(gòu)象，生成的構(gòu)象用于產(chǎn)生藥效團(tuán)模型或進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)搜索。
·DS Catalyst Hypothesis
對(duì)一組化合物進(jìn)行基于特性結(jié)構(gòu)的比對(duì)并自動(dòng)生成藥效團(tuán)模型的工具。這些特性結(jié)構(gòu)包括親疏水性基團(tuán)、氫鍵給體/受體和正/負(fù)電荷基團(tuán)等。產(chǎn)生藥效團(tuán)模型時(shí)如果提供具體的活性數(shù)據(jù)，可以產(chǎn)生3D-QSAR藥效團(tuán)并用之來(lái)預(yù)測(cè)新化合物的活性，如果在產(chǎn)生藥效團(tuán)的過(guò)程中考慮排除體積，從而引入受體占有空間位阻的信息，精修后得到的藥效團(tuán)模型可以提高預(yù)測(cè)能力；產(chǎn)生藥效團(tuán)模型時(shí)如果不提供具體的活性數(shù)據(jù)，可根據(jù)化合物和藥效團(tuán)疊合、匹配的情況對(duì)候選分子或三維數(shù)據(jù)庫(kù)搜尋結(jié)果的活性進(jìn)行定性的評(píng)價(jià)。
·DS Catalyst SBP
基于受體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生精準(zhǔn)的藥效團(tuán)模型。SBP從受體位點(diǎn)的特性直接得到相互作用位點(diǎn)圖，并且將這個(gè)信息轉(zhuǎn)化成適用于快速三維數(shù)據(jù)庫(kù)檢索的藥效團(tuán)模型。這些相互作用位點(diǎn)圖還可以進(jìn)行編輯、分類(lèi)，以確保只有最重要的信息會(huì)被保留下來(lái)用于虛擬篩選。同時(shí)SBP中還可考慮受體活性位點(diǎn)處氨基酸殘基的空間排布，使得通過(guò)虛擬篩選得到的分子不僅滿足和受體結(jié)合位點(diǎn)化學(xué)特征上的互補(bǔ)，還可以在空間上很好地結(jié)合在活性位點(diǎn)空腔處。SBP引入了那些使用受體結(jié)構(gòu)信息的最佳方法，這些方法已經(jīng)在高通量篩選的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中所使用。Catalyst SBP模塊還可以將配體分子一次與多個(gè)藥效團(tuán)模型同時(shí)進(jìn)行匹配，從而為配體分子尋找可能的作用靶標(biāo)或預(yù)測(cè)其選擇性及可能的毒副作用。用戶可以使用HypoDB或PCDB中的藥效團(tuán)模型，也可以用Catalyst SBP模塊很方便地構(gòu)建屬于自己的藥效團(tuán)數(shù)據(jù)庫(kù)。
·DS Catalyst Score
提供了分子和藥效團(tuán)之間比較、疊合的工具，快速地評(píng)價(jià)或排序?qū)嶒?yàn)得到的或數(shù)據(jù)庫(kù)中的化合物。
·DS Catalyst Shape
用一個(gè)特定化合物的形狀作模板，確定可能與此模板具有相似形狀的化合物。該模塊是對(duì)基于化學(xué)特征藥效團(tuán)搜尋方法的一個(gè)有效補(bǔ)充。
·DS Catalyst DB Build
建立及管理化合物的三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)，它可以與MDL ISIS數(shù)據(jù)庫(kù)建立聯(lián)系。
·DS Catalyst DB Search
基于藥效團(tuán)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)搜索的工具，可以幫助科研人員查找到可能的先導(dǎo)化合物。這些可檢索的藥效團(tuán)中包含了結(jié)合特征、形狀以及特性約束等信息，將這樣的藥效團(tuán)作為一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索條件，在包含了成千上萬(wàn)個(gè)分子結(jié)構(gòu)的商業(yè)或內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行查詢。DS Catalyst DB Search在檢索時(shí)還考慮了分子三維結(jié)構(gòu)的柔性。DS Catalyst DB Search模塊除了提供檢索引擎外，還免費(fèi)提供Maybridge和NCI的數(shù)據(jù)庫(kù)。
·DS De Novo Ligand Builder
藥效團(tuán)指導(dǎo)的全新配體構(gòu)建工具。它采用一種新穎而獨(dú)特的基于片段的藥物設(shè)計(jì)方法（FBDD），片段放置的位置受藥效團(tuán)支配。這樣產(chǎn)生的化合物不僅與蛋白活性位點(diǎn)互補(bǔ)，而且化合物之間的互補(bǔ)性有利于產(chǎn)生新的先導(dǎo)化合物。這個(gè)有力的工具能用于迅速產(chǎn)生許多包含與特定靶標(biāo)結(jié)合必需特征的化合物。
·HypoDB
藥效團(tuán)數(shù)據(jù)庫(kù)，包含分屬于187個(gè)獨(dú)立靶標(biāo)的1846個(gè)藥效團(tuán)模型，HypoDB可被完全整合于Discovery Studio環(huán)境下，可被搜索和選擇性地給出模型。HypoDB與Discovery Studio結(jié)合，可以應(yīng)用于化合物毒副作用評(píng)價(jià)或虛擬篩選。
·PCDB (PharmaCoreDB)
PCDB是由北京大學(xué)聯(lián)合上海藥物所、創(chuàng)騰科技有限公司和中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥物所、四川大學(xué)及華東理工大學(xué)，共同推出的一個(gè)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的，面向生命科學(xué)和藥物研發(fā)領(lǐng)域的藥效團(tuán)數(shù)據(jù)庫(kù)(該數(shù)據(jù)庫(kù)的研發(fā)得到了國(guó)家863課題的資助)。PCDB 1.0版本提供了超過(guò)1700個(gè)基于靶標(biāo)結(jié)構(gòu)的藥效團(tuán)（包含排斥體積）和近3000條相關(guān)的文本信息，并按照靶標(biāo)類(lèi)型、蛋白來(lái)源、相關(guān)疾病、治療領(lǐng)域、生化類(lèi)型等方面進(jìn)行了分類(lèi)，其中的大多數(shù)藥效團(tuán)都經(jīng)過(guò)檢查并根據(jù)需要進(jìn)行手工修正，具有很高的可靠性。相關(guān)研究結(jié)果表明該藥效團(tuán)數(shù)據(jù)庫(kù)可以很好地應(yīng)用于活性分子的篩選、多靶標(biāo)多配體結(jié)合研究、中藥多組分協(xié)同作用機(jī)理研究等藥物研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域，同時(shí)在發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有藥物的新用途方面也有很好的應(yīng)用前景。
基于小分子的藥物發(fā)現(xiàn)和設(shè)計(jì)模塊
·DS QSAR
定量構(gòu)效關(guān)系研究工具。可以計(jì)算幾百種與生物活性或ADME/T性質(zhì)相關(guān)的描述符，包括分子拓?fù)涿枋龇⒎肿又讣y在內(nèi)的一系列基本性質(zhì)。還提供了多種統(tǒng)計(jì)工具，如Bayesian模型、多元線形回歸、最小二乘法等，用于對(duì)各種復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行建模和數(shù)據(jù)挖掘。
·GFA Component
遺傳算法建模組件，可通過(guò)DS QSAR或Pipeline Pilot調(diào)用。
·VAMP Descriptors Component/ DMol3 Descriptors Component
使用半經(jīng)驗(yàn)量子力學(xué)程序VAMP及DFT量子力學(xué)程序DMol3進(jìn)行化合物性質(zhì)描述符計(jì)算的組件。
·DS Library Design
大規(guī)模組合化學(xué)庫(kù)的構(gòu)建和分析工具。Library Design模塊提供了一整套專為化學(xué)庫(kù)設(shè)計(jì)而定制的分子相似性和多樣性聚類(lèi)分析方法。用戶可以快速地構(gòu)建各種組合化學(xué)庫(kù)，應(yīng)用強(qiáng)大的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析和顯示工具對(duì)組合化學(xué)庫(kù)的各種性質(zhì)進(jìn)行分析和比較，在化學(xué)庫(kù)設(shè)計(jì)過(guò)程中使用Pareto優(yōu)化方法優(yōu)化多種性質(zhì)等，以達(dá)到用戶按實(shí)際需要對(duì)化合物庫(kù)進(jìn)行整理和改造的目的。
·DS ADMET
提供了從化學(xué)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)吸收、分布、代謝、排泄（ADME）和毒理性質(zhì)的6個(gè)計(jì)算模型。優(yōu)化ADME/T性質(zhì)在藥物研發(fā)過(guò)程中是非常關(guān)鍵的，因?yàn)閾?jù)統(tǒng)計(jì)超過(guò)80%的新化學(xué)實(shí)體在新藥研究的后期被淘汰。初步估計(jì)這些失敗的原因有一半是由于ADME/T性質(zhì)不符合要求。ADMET模塊提供了計(jì)算ADME/T預(yù)測(cè)值的工具，能夠在藥物發(fā)現(xiàn)的早期階段就對(duì)可能有問(wèn)題的新化學(xué)實(shí)體進(jìn)行預(yù)測(cè)。運(yùn)用這些模塊將顯著地降低藥物發(fā)現(xiàn)的費(fèi)用，同時(shí)節(jié)省了成功候選藥物發(fā)展和評(píng)估的時(shí)間。DS ADMET現(xiàn)在包含了血漿蛋白結(jié)合、肝毒性、人細(xì)胞色素P450 2D6酶結(jié)合、被動(dòng)的腸內(nèi)吸收性、血腦屏障穿透性、250C下的水溶性等6個(gè)模塊。建立這些模塊的數(shù)據(jù)來(lái)源于大量文獻(xiàn)報(bào)道和實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，同時(shí)這些模型都得到了廣泛的驗(yàn)證。它們可以用來(lái)分析和設(shè)計(jì)虛擬組合庫(kù)，也可以用來(lái)分析單個(gè)分子。
·DS TOPKAT
化合物毒理性質(zhì)預(yù)測(cè)工具。通過(guò)化合物的二維結(jié)構(gòu)信息構(gòu)建高質(zhì)量的QSTR（定量結(jié)構(gòu)-毒性關(guān)系）模型，并對(duì)各類(lèi)有機(jī)化合物的諸如急性毒性、慢性毒性、誘變性、再生性等毒理性質(zhì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，同時(shí)還可以考慮化合物對(duì)環(huán)境毒性的影響，大大節(jié)省實(shí)驗(yàn)的時(shí)間和投入。DS TOPKAT的專利技術(shù)——“最佳預(yù)測(cè)空間”評(píng)估驗(yàn)證技術(shù)（OPS – Optimum Prediction Space），以及高效的批處理預(yù)測(cè)能力，使得它可以對(duì)大批量的有機(jī)化合物的毒理性質(zhì)進(jìn)行快速而準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，滿足各類(lèi)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)對(duì)化合物進(jìn)行毒理研究的需求。
分子力學(xué)和分子動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊
·DS CHARMm
利用這個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的分子力學(xué)及動(dòng)力學(xué)程序，研究多種分子（從小分子配體到多組分的復(fù)合物）的熱力學(xué)及動(dòng)力學(xué)特性。基于哈佛的CHARMM模擬引擎，CHARMm不斷開(kāi)發(fā)升級(jí)并增加最新的功能。另外，因?yàn)镃HARMm也可在同一界面用于Discovery Studio里基于結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)模塊中，因此很容易進(jìn)行蛋白、配體、蛋白和配體復(fù)合物的計(jì)算及分析，也可以更加靈活地利用CHARMm的編程功能，加快藥物發(fā)現(xiàn)。基于CHARMm的對(duì)接算法CDOCKER用于柔性分子對(duì)接，在此基礎(chǔ)上，利用CHARMm還可以進(jìn)行考慮藥效團(tuán)限制的分子對(duì)接。同時(shí)通過(guò)熵的計(jì)算可以進(jìn)一步提高M(jìn)M-GBSA和MM-PBSA受體-配體結(jié)合自由能計(jì)算的準(zhǔn)確性。CHARMm帶有的stand-alone輸入工具，可讓用戶在批處理模式下利用CHARMm力場(chǎng)及自動(dòng)參數(shù)預(yù)測(cè)功能確定整個(gè)化合物庫(kù)中化合物的力場(chǎng)類(lèi)型。合適的力場(chǎng)，PME靜電模型和溶劑化時(shí)添加對(duì)應(yīng)離子的能力確保準(zhǔn)確的核酸模擬研究。用戶可以使用CHARMm組件定制復(fù)雜的模擬流程，也可以將該流程與其它計(jì)算應(yīng)用軟件整合在一起使用。
·DS CHARMm Lite
用CHARMm Lite預(yù)測(cè)配體與受體親合力，可得到配體更加精確的打分及排序。CHARMm Lite也可用經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的CHARMm、CFF或MMFF力場(chǎng)及其它幾個(gè)優(yōu)化算法進(jìn)行原位的配體優(yōu)化，它的應(yīng)用還可擴(kuò)展到大量配體的高通量分析。所有的工作都可以在后臺(tái)并行計(jì)算。
·DS CFF (高級(jí)II類(lèi)力場(chǎng))
優(yōu)化DNA、RNA、糖類(lèi)、脂質(zhì)、蛋白、多肽及小分子模型得到一個(gè)較高可信度的模型以進(jìn)行下一步的計(jì)算。在CFF里的力場(chǎng)參數(shù)是通過(guò)計(jì)算1768個(gè)不同分子，19432個(gè)分子結(jié)構(gòu)得來(lái)的，得到的健壯及多樣的參數(shù)集可以應(yīng)用于大部分的生物分子及小分子計(jì)算。
·DS MMFF (Merck Molecular Force Field)
來(lái)自于從頭算和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的第二類(lèi)力場(chǎng)，專門(mén)為準(zhǔn)確處理構(gòu)象能和非鍵相互作用而設(shè)計(jì)，用于配體或有機(jī)小分子的模擬研究。
分析模塊
·DS Biopolymer
DS Biopolymer模塊整合了Delphi功能，為用戶提供操作簡(jiǎn)單易學(xué)而且實(shí)用的模型搭建以及靜電勢(shì)分析工具。DS Biopolymer可用于搭建和修飾蛋白質(zhì)和小肽分子、將蛋白質(zhì)復(fù)合物分成不同的組分、快速產(chǎn)生肽類(lèi)或蛋白質(zhì)分子的性質(zhì)分析報(bào)告、計(jì)算大分子和小分子的靜電勢(shì)分布和溶劑化能以及蛋白氨基酸殘基pK值的計(jì)算等方面。DS Biopolymer產(chǎn)生的小分子以及生物大分子模型可以在Discovery Studio其他模塊中進(jìn)行進(jìn)一步的分析。
·DS Analysis
結(jié)果分析和顯示模塊。能夠分析和顯示蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)與配體復(fù)合物的分子動(dòng)力學(xué)軌跡文件，包括對(duì)軌跡進(jìn)行主成分分析，計(jì)算徑向分布函數(shù)等。可以將蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)-配體復(fù)合物的軌跡文件以動(dòng)態(tài)、曲線圖和表格的方式表現(xiàn)出來(lái)。Analysis模塊可以幫助用戶很好地理解酶催化機(jī)制、受體激活以及細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程中分子構(gòu)象與能量間的相互影響。在研究受體-配體相互作用時(shí)，能夠?qū)Ψ肿訉?duì)接的結(jié)果進(jìn)行快速聚類(lèi)分析。
Discovery Studio可以運(yùn)行的硬件平臺(tái)
Windows
x86 (32-bit, Intel CPU安裝32-bit操作系統(tǒng))
Microsoft® Windows® 2000, SP4 Rollup 1
Microsoft Windows XP Professional, SP2
Microsoft Windows 2003 Server, SP1
Microsoft Windows Vista, Business and Enterprise Editions
Linux
x86 (32-bit, Intel CPU安裝32-bit操作系統(tǒng))
Red Hat® Enterprise Linux 3.0, Updates 6-9
Red Hat Enterprise Linux 4.0, Updates 2-5
x64-86 (64-bit, Intel Xeon CPU安裝64-bit操作系統(tǒng))
Red Hat Enterprise Linux 5
SUSE® Linux Enterprise 10
GNOME desktop on Linux
l 圖形卡
Nvidia: Quadro FX 540, Quadro FX 1100, Quadro FX 1400, Quadro FX 3450
ATI: FireGL V3400, FireGL V5100, FireGL V7200, FireGL Mobility V5200
Accelrys軟件應(yīng)用于生命科學(xué)
美國(guó)Accelrys公司是世界領(lǐng)先的計(jì)算科學(xué)公司，是目前全球范圍內(nèi)唯一能夠提供分子模擬、藥物設(shè)計(jì)以及化學(xué)信息學(xué)和生物信息學(xué)全面解決方案和相關(guān)服務(wù)的軟件供應(yīng)商。Accelrys生命科學(xué)軟件提供了全面完善的模擬和信息學(xué)環(huán)境，可以針對(duì)藥物發(fā)現(xiàn)過(guò)程中靶點(diǎn)的識(shí)別與表征，先導(dǎo)化合物的識(shí)別、設(shè)計(jì)與優(yōu)化，幫助研究者構(gòu)建、顯示和分析生物大分子和有機(jī)小分子的結(jié)構(gòu)模型，并研究、預(yù)測(cè)它們的相關(guān)性質(zhì)，最終實(shí)現(xiàn)藥物分子的全新設(shè)計(jì)和已有藥物的二次創(chuàng)新。Accelrys的軟件是高度模塊化的集成產(chǎn)品，用戶可以自由定制、購(gòu)買(mǎi)自己的軟件系統(tǒng)，以滿足研究工作的不同需要。Accelrys生命科學(xué)軟件被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、生物技術(shù)、化學(xué)和化工等工業(yè)及教育研究部門(mén)，在上述領(lǐng)域中具有較大影響的世界各主要跨國(guó)公司及著名研究機(jī)構(gòu)幾乎都是Accelrys產(chǎn)品的用戶。
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