更新时间:2023-11-02 GMT+08:00
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使用Docking Summary流程

分子对接(molecular docking )是分子模拟的重要方法之一,其本质是两个或多个分子之间的识别过程,其过程涉及分子之间的空间匹配和能量匹配。分子对接方法在药物设计、材料设计等领域有广泛的应用。

在药物分子产生药效反应的过程中,药物分子与靶酶相互结合,首先就需要两个分子充分接近,采取合适的取向,使两者在必要的部分相互契合,发生相互作用,继而通过适当的构象调整,得到一个稳定的复合物构象,通过分子对接确定复合物中的两个分子正确的相对位置和取向,研究两个分子的构象特别是底物构象在形成复合物过程中的变化,是确定药物作用机制,设计新药的基础。 分子对接计算是把配体分子放在受体活性位点的位置,然后按照几何互补、能量互补以及化学环境互补的原则来实时评价配体与受体相互作用的好坏,并找到两个分子之间最佳的结合模式。由于分子对接考虑了受体结构的信息以及受体和药物分子之间的相互作用信息,因此从原理上讲,它比仅仅从配体结构出发的药物设计方法更加具有合理性。

Docking Summary流程由ligand-smiles-to-3dsdf、ligand-3dsdf-to-pdbqt、receptor-pdb-to-pdbqt、qvina-w、docking-summary应用构成,各应用说明如表1所示。

表1 应用说明

应用名称

说明

ligand-smiles-to-3dsdf

将配体的smiles结构式转换为sdf文件。

ligand-3dsdf-to-pdbqt

将配体的sdf文件转换为pdbqt文件。

receptor-pdb-to-pdbqt

将pdb文件转换为pdbqt文件。

qvina-w

执行分子对接操作(此处为blind docking,无需指定结合位点)。

docking-summary

汇总分子对接结果。

使用Docking Summary的详细步骤如下所示:

步骤1:订阅流程

使用Docking Summary流程前,需要您在资产市场中订阅该流程。

  1. “资产市场”中查找“Docking Summary”流程。
  2. 单击界面右侧“订阅”图标,订阅该流程。

    订阅的流程将显示在“项目管理 > 工具”页面的流程列表中。

步骤2:上传待分析数据

您在使用Docking Summary流程前,请先上传待分析的数据,上传数据方法请参见数据管理

步骤3:创建分析作业

  1. 单击项目名称,进入“项目管理”页面,并选择“工具”页签。
  2. 单击Docking Summary“操作”“启动作业”,在弹出的新建作业页面,填写作业信息。“作业名称”“标签”、和“描述”,设置“输出路径”“优先级”“计算节点标签”“超时时间”“加速类型”
    • 基本信息:包含作业名称、标签、描述。
    • 输出路径:存放输出结果的路径,格式以/开头。例如项目中的output文件夹,输出路径可设置为/output。

      不填写路径时,默认以“作业名-UUID”格式生成输出路径。

    • 优先级:运行优先级,分为0~9级,优先级高的作业会被优先执行。默认值为0。

      如果当前投递的IO加速的作业,超过sfs总的作业配额数, 那么超出部分的作业会按照投递时间顺序,从最新投递的向前执行,不会按照优先级进行运行。

    • 计算节点标签:作业会调度到含有相应标签的计算节点上。

      当应用也配置了标签,如果应用和作业的计算节点标签在同一计算节点上,则应用调度至该计算节点上;应用和它的作业,不管节点标签是否一致,都会被调度到应用的节点标签所对应的计算节点上。

      如果设置了不存在的计算节点标签,作业会进入等待,直至配置了相应的标签。

    • 超时时间:作业运行时间超过设置时间时,认为超时,默认1440分钟,最大可设置为144000分钟,即作业运行至多100天。
    • 加速类型:
      加速效率:IO加速>本地盘加速>无
      • 无:作业运行于OBS中,不使用加速。
      • IO加速:IO加速使用弹性文件服务(SFS)提供高性能的数据读写,作业运行时,会将非最终结果的数据存储在SFS中用以提高任务运行效率,作业执行完成后会清理释放SFS空间。对于涉及频繁读写场景的任务建议开启IO加速,开启前需要先购买性能加速
      • 本地盘加速:使用计算节点的本地盘进行加速。使用本地盘加速时,需保证购买的计算节点带有“数据盘”。OBS桶中的数据不支持本地盘加速,使用OBS桶中数据用于本地盘加速,可能会导致作业运行失败。
        图1 “OBS”标签代表数据引用来源为OBS桶
  3. 作业信息填写完成后,单击“确定”,进入流程设计器页面。分别单击输入参数图标,设置输入数据。
    表2 参数说明

    应用名称

    参数

    名称

    类型

    说明

    ligand-smiles-to-3dsdf

    输入参数

    file-in

    file

    存放配体SMILES列表的文件,第一列为SMILES,第二列为配体名称,以Tab分隔。

    输出参数

    dir-out

    directory

    转换后存放配体3D sdf文件的文件,默认文件名为3d.sdf。

    ligand-3dsdf-to-pdbqt

    输入参数

    dir-in

    directory

    存放配体3D sdf文件的文件,默认文件名为3d.sdf。

    输出参数

    dir-out

    directory

    转换后存放配体pdbqt文件的文件夹。

    receptor-pdb-to-pdbqt

    输入参数

    dir-in

    directory

    受体的pdb文件所在的文件夹。

    输出参数

    dir-out

    directory

    转换后的受体pdbqt文件所在的文件夹。

    qvina-w

    输入参数

    dir-rec

    directory

    受体pdbqt文件所在文件夹。

    dir-lig

    directory

    配体pdbqt文件所在文件夹。

    输出参数

    dir-out

    directory

    存放分析结果文件夹。

    docking-summary

    输入参数

    dir-sdf

    directory

    配体SDF文件所在的文件夹。

    dir-rec

    directory

    受体pdbqt文件所在的文件夹。

    dir-dock

    directory

    分子对接结果pdbqt文件所在的文件夹。

    输出参数

    dir-out

    directory

    分子对接结果汇总信息(矩阵.xlsx、3D可视化文件.pdb、配体及受体结构图片.svg等)所在的文件夹。

  4. 参数填写无误后,单击界面上方“启动作业”,运行作业。

步骤4:查看执行结果

  1. “项目管理”页面选择“作业”页签,单击创建的Docking Summary作业名称,进入详情页,查看执行结果。
    图2 执行结果
  2. 作业运行完成后,单击应用进度条中的“输出参数”,可跳转至数据所在路径,获取运行结果数据。
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