OpenEye–药物发现与设计平台

一.OpenEye药物发现与设计平台简介

OpenEye药物发现与设计软件主要为大规模的药物设计与分子模拟应用而开发。它不仅考虑了严格的科学意义、还兼顾计算速度、可拓展性以及平台可用性。OpenEye药物设计软件聚焦于先导物识别与优化, 尤其擅长于化学信息学、构象生成、分子对接、形状比较,静电计算与比较,x-衍射晶体学,分子可视化以及数据分析。

OpenEye软件支持多CPU/多核心计算,支持Linux,Windows与Mac OS X。OpenEye软件授权灵活,主要目的是最大的释放您的计算能力,指定用户的site license让您可以在任意的机器、不限数量机器上计算您的作业。

OpenEye软件包自成一体,分子模拟与药物设计所需一切都集成在一个软件包里,可以让您轻松无忧地完成全部工作,如图1所示。
OpenEye Application Suite结构

图1. OpenEye药物发现与设计平台自成体系,无需第三方软件可以高效的完成全部的工作

二. OpenEye药物发现与设计平台的组成

1. OpenEye药物设计应用软件包

应用名称 用途说明
OMEGA OMEGA生成小分子3D构象以及包含生物活性构象的构象系综。OMEGA专门为计算机辅助药物设计中大规模数据库化合物的构象分析,它快速、可靠地产生多构象数据库。OMEGA生成的构象数据库可用于分子对接虚拟筛选(比如FRED)、形状比较虚拟筛选(比如ROCS)、以及药效团识别与虚拟筛选(比如Ligandscout)。
ROCS ROCS是一款基于形状相似性的虚拟筛选工具,通过形状比较快速地识别潜在的活性化合物。ROCS在综合性能与前后一致性上不仅比肩而且还常常优于基于结构的方法。ROCS适合于发现全新骨架化合物先导物、实现突破专利以及确立新的专利保护范围。ROCS基于形状相似叠合结构还可以用于3D-QSAR研究、药效团识别、SAR分析。将化合物叠合于复合物的配体上,就可以实现没有蛋白信息的结合模式预测。ROCS配有vROCS图形界面,可以用来准备虚拟筛选提问结构,还提供统计学工具以评估虚拟筛选的性能。
OEDocking 基于结构的药物设计方法,包含了分子对接软件FRED、结合模式预测软件POSIT与配体引导的分子对接软件HYBRID。其中FRED仅利用到蛋白的信息进行分子对接;HYBRID可以充分利用同一个蛋白的多个晶体结构信息进行分子对接而提高计算精度;而POSIT则专注于结合模式预测、具有非常高的精度。
EON EON是一款静电比较软件,用于比较预先叠合好的分子间的静电相似性。EON因此能够发现结构完全不一样,但是形状与静电很相似的化合物,并由此实现骨架全新的先导物。
SZYBKI SZYBKI采用MMFF94(S)力场优化化合物结构的软件,它可以同时考虑溶剂效应。它还可以用来优化再蛋白口袋里的分子,尤其适合于对接后的优化计算。SZYBKI还包含有FreeForm子程序,FreeForm可以用来计算化合物的溶剂化自由能以及计算化合物从一个构象系综变为一个生物活性构象或其它单一构象的自由能。
SZMAP 所有的蛋白配体相互作用都发生在水环境中,因此预测水分子在结合位点里的溶剂效应是理解结合亲合力至关重要的一步。SZMAP采用半连续介质模型通过自由能计算帮助药物化学家、计算化学家理解水分子如何影响配体与受体的结合,并提供结构改造的信息以帮助修饰化合物提供结合亲合力。
QUACPAC QUACPAC负责化合物互变异构体枚举、质子化状态枚举与电荷计算。当一个化合物有多种可能的互变异构体时,我们并不知道哪一个是与蛋白发生作用的一个,因此需要将多种互变异构体挨个计算;分子间相互作用总跟分子的形状与静电相关,因此精确、或合适的电荷表征是非常重要的。QUACPAC提供了多种电荷模型用于不同的计算目的,这些电荷模型包括:MMFF94与AMBER力场电荷,以及AM1-BCC电荷。电荷计算的准确与否还取决于化合物质子化状态是否正确,当化合物有多种质子化状态,也需要枚举以确保用于计算的各种形式中包含了正确的那个,为此QUACPAC提供了pKa与质子化枚举地功能。
Filter Filer负责化合物的性质计算以及滤除含有不理想性质的化合物。不理想的性质包括毒性官能团、共价结合官能团、干扰实验测试化和/或口服生物利用度低。Filter提供了快速的分子过滤与筛选功能,在实验或虚拟筛选前先用Filter过滤掉数据库中不理想的化合物,另一方面可以控制虚拟筛选的质量与化合物的成药性以提高成功率,另一方面可以显著减少计算量。
BROOD Brood是一款基于片断的全新药物设计软件,可以完成片断替换的分子设计工作。Brood的定位是为药物发现团队遍历先导物或苗头化合物的化学空间与性质空间。针对一个起始结构,BROOD通过对选定的骨架或侧链片断用形状与静电相似的其它片断进行替换以生成全新的化合物,替换同时还会考虑新生成化合物的分子性质。BROOD的片断搜索有多个用途:先导物跃迁、侧链枚举、专利突破、片断连接、性质优化、扩大专利保护空间等。
VIDA & VIVANT VIDA与VIVANT是分子可视化与模拟结果分享与交流工具。分子模拟不仅仅只是生成数字,它还涉及理解、理性思考与预测等关键环节,最最重要的是,还涉及结果的交流与分享。归根结底,如果模拟的结果不能影响到它的听众(比如药物化学与生物学科研人员),那么这个模拟是没有任何意义的。计算模拟科研人员与实验学科科研人员之间的想要达到良好沟通,首先需要实验人员需要一个易用的工具来研究合适的数据而无需花费精力在细节上。VIDA正是这样的一个工具–数据呈现、分析与分享,最终实现计算与实验科研人员的无障碍交流。VIVANT可以将VIDA产生的内容以多种媒体方式进行发布,比如PowerPoint(PPT), Word以及网页。
OEChem TK 数据处理与整合是一个非常重要的工作,OEChem TK可以处理非常多的文件格式而不丢失信息,常见的文件格式包括:OEB,SMILES,MOL2,SDF与PDB。除了格式转化,OEChem TK还可以用来从数据库中抽提分子、构象、数据库分割、化合物迭代、分子与原子的各种操作等。

2. OpenEye药物设计应用软件包支持的计算平台

Windows Linux Mac OS X
Windows 主流的Linux发行版 Mac OS X

三. OpenEye药物设计应用软件包授权方式与价格

授权方式 价格
学术用途,单用户1年使用权,不限计算平台、不限数量安装 $5000.00
学术用途,单用户3年使用权,不限计算平台、不限数量安装 $14250.00
学术用途,课题组(3-10人)1年使用权,不限计算平台、不限数量安装 $10000.00
学术用途,课题组(3-10人)3年使用权,不限计算平台、不限数量安装 $28500.00
商业用途 请联系我们

价格与授权说明:

  1. 上述价格为不含税、运费与保险的美金价格;
  2. 上述价格不包含招标费;
  3. 上述价格不包含上门安装费、培训等费用;
  4. 试用需签署相应的使用授权协议,正式的使用授权协议在采购合同签订后签署。试用版软件使用协议仅供是否采购软件决策使用而不能用于发表文章以及其它用途。

四. 教程与演示

1.FRED–分子对接教程

摘要:FRED是OpenEye OEDocking软件包的一个分子对接程序,它将化合物数据库对接到一个受体口袋里进行结合模式预测、虚拟筛选等。本教程讲解了如何用FRED进行对接计算,并以ABL激酶及其抑制剂格列卫相互作用模式预测为例讲解了FRED的操作步骤:1)受体结构准备;2)配体结构准备;3) 分子对接;4) 结果分析。

阅读原文:http://blog.molcalx.com.cn/2016/09/15/openeye-tutorial-fred.html

2. FREEFORM

摘要:需要不需要对线型先导物进行构象约束以获得更好的衍生物?这是药物化学工作者常常面临的一个问题。最直接的做法是合成出化合物,再去用SPR等动力学实验、ITC等热力学实验来确认是否构象约束达到预期效果。但是合成这些化合物通常并非易事。Freeform可以帮你在合成前采用计算方式评估这种构象约束是否值得一做,然后再决定是否去合成。本文介绍了FreeForm的基本原理,与传统方法相比的优势以及应用实例。

阅读原文:http://blog.molcalx.com.cn/2016/07/02/freeform-conformer-stability.html

3. 靶点预测

摘要:形状与静电是分子的两个基本物理性质,如果一个化合物与蛋白的结合位点在形状与静电上互补,那么这个化合物自然而然地成为该蛋白的配体。而药效团是静电的近似,具有相似形状与药效团的化合物可能具有相似的形状与静电,从而可能具有相似的生物学活性与靶点。ROCS是OpenEye公司开发的专门用于比较分子形状与药效团形似性的软件,ROCS不仅可以用于虚拟筛选、也用于靶点预测。本文介绍了如何用ROCS进行化合物的靶点预测,本文不仅提供了文献,还提供了演示网站。​

原理与教程:http://blog.molcalx.com.cn/2017/01/31/rocs-target-fishing.html

试用:http://targetfishing.molcalx.com.cn

五. 联系我们

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