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本文导读

分子优化

更新时间:2024-12-13 GMT+08:00
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分子优化基于盘古药物分子大模型,以参考化合物为起点,针对给定的期望理化性质,得到性质更优、结构新颖、与靶点蛋白亲和力高的化合物。

  1. 单击“立即使用”,进入输入分子页面。
    图1 输入分子页面
  2. 在白框内输入需要优化的小分子SMILES表达式或者上传分子文件。

    上传的文件支持SDF、MOL2、PDB、SMI格式。

    图2 输入分子
  3. 单击“下一步”,进入靶点设置,此步骤为可选步骤,如果需要设置靶点,并且将对接结合能作为一个约束条件进行优化,需要进行配置。最多可添加2个靶点。在添加靶点后,会进行单分子预对接,可查看Top1的对接打分与构象。

    如果不需要设置靶点,此步骤可以进行省略,如果设置了靶点,作业运行时间会加长。

    图3 靶点设置
    图4 Target1设置
    图5 Target2设置
    图6 靶点设置完成
    1. 通过“靶点设置”上传靶点,并且设置对接口袋。

      此处靶点设置为可选参数,如果选择靶点设置,可以将对接活性作为一个约束条件进行分子优化。靶点1对应的约束条件是target1_binding_energy,靶点2对应的约束条件是target2_binding_energy

      您可以通过“上传靶点”,将受体文件上传。受体文件仅支持pdb格式的文件,提交任务时系统会自动删除受体中包含水、配体和金属离子。删除受体文件后,运行任务时会跳过靶点设置步骤。

    2. 口袋设置。
      • 原始配体:

        将原始配体作为口袋位置,也可以通过上传配体文件来进行口袋设置。

      • 选择残基

        选择某些残基来作为口袋位置。

      • 自动预测

        如果没有受体口袋位置未知,可以使用自动预测软件来进行口袋位置预测。

      • 全局对接

        将整个受体作为口袋位置。

      • 自定义

        手动修改口袋位置和大小。

      • padding

        口袋位置放大多少尺寸。

    3. 对接引擎类型:DSDP、AutoDock Vina。
  4. 单击“下一步”,进入优化设置页面。
    图7 优化设置页面(1)

    图8 优化设置页面(2)
  5. 单击“提交”。
  6. 查看运行结果
    • 可以以列表的形式查看分子优化的作业,单击左上角“下载”,下载分子优化的结果或者分子3D构象。如果分子设置了靶点,可以下载小分子或复合物,若分子未设置靶点,只能下载小分子。小分子支持SDF和PDB格式,复合物只支持PDB格式。
    • 单击可以收藏结果,收藏后可直接在收藏夹页查看。
    • 分子优化对应的下游分析为分子优化、分子搜索和合成路径规划,如果分子设置了靶点,可以选择自由能微扰进行下游分析,通过单击“下游分析”可以进行创建。
    • 如果分子设置了靶点,可以单击“下载3D”下载优化后的小分子或者复合物,如果分子未设置靶点,单击“下载3D”只能下载小分子。小分子支持SDF和PDB格式,复合物只支持PDB格式。
    • 如果添加了靶点,支持按照相互作用力进行高级筛选,单击进行条件配置。
      说明:

      下载操作会产生流量费用,具体可参考计费说明

    图9 查看结果(1)
    图10 高级筛选
  7. 分子优化的结果可以查看原始配体和生成后的配体的结构以及属性值对比,可单击“对比”进行查看。可以直观地看到哪些属性变好了,哪些属性变坏了。
    图11 属性对比
  8. 分子优化结果支持以卡片视图的形式进行查看,参考图13,在卡片视图中:
    • 单击右上方的选择下拉框,可以选择分子的排序方式,将分子按照所选的排序方式进行展示。
      图12 排序方式
    • 单击每个分子卡片右上方的可以收藏结果,收藏后可直接在收藏夹页查看。
    • 单击每个分子卡片右上方的,可以选择“查看详情”、“查看3D”、“下游分析”、“下载3D”。
      • 查看详情:单击查看详情,跳转至分子详情页进行查看。
      • 查看3D:查看分子的3D视图。
      • 下游分析:分子优化对应的下游分析为分子优化、分子搜索和合成路径规划,如果分子设置了靶点,可以选择自由能微扰进行下游分析,单击“确定”即可创建。
      • 下载3D:如果分子设置了靶点,可以单击“下载3D”下载优化后的小分子或者复合物,如果分子未设置靶点,单击“下载3D”只能下载小分子。小分子下载支持SDF和PDB格式,复合物下载只支持PDB格式。
    • 每个分子卡片上会展示相应分子序号与对应的参数Vina Score(有靶点)、Score、Similarity、QED、SaScore
      • Vina Score:代表分子如果添加了靶点,将会计算对接结合能,并按照Vina Score进行排序
      • Score:代表优化后小分子的综合打分。
      • Similarity:代表优化后的分子与原始分子的相似度。
      • QED:代表分子的成药性。
      • SaScore:代表合成可及性分数,旨在评估分子的合成难易程度。
    图13 查看结果(2)

    单击“查看3D”,可以看到分子的3D构象,如果设置了靶点,还可以看到优化后的小分子与靶点的结合构象。

    如果上传了双靶点,可以通过切换来切换靶点,查看相应靶点和优化后分子的结合构象。如果设置了两个靶点会默认下载两个靶点的结果。

    单击配体列表的可以收藏结果,收藏后可直接在收藏夹页查看。

    图14 查看3D图

    在查看3D的页面中,单击右侧的配体列表中,每个配体卡片右上角的,可以查看

    • 查看详情:可以查看每个分子的属性信息,score和similarity。
    • 查看属性:查看每个配体的分子属性。
    • 查看2D相互作用图:查看配体中分子之间的2D相互作用图,并且可以进行图片下载。
    • 下游分析:分子优化对应的下游分析为分子搜索、分子优化和合成路径,如果分子设置了靶点,可以选择自由能微扰进行下游分析,单击“确定”即可创建。
    • 下载3D:选择下载小分子或者复合物后,单击“确定”,小分子支持SDF和PDB格式,复合物只支持PDB格式。
  9. 查看分子详情

  10. 查看作业信息

    单击“作业信息”切换到作业信息页签,可以查看作业的分子信息、靶点信息与优化信息等。

    图15 作业信息

聚类分析

目前分子优化返回的结果小分子数较多,无法进行批量分析,通过一些聚类的辅助方式能更好的选择分子。从每个类里挑选出一两个分子进行后续分析和验证,提高分析的效率和分析质量。也可以通过聚类找出一些关键的骨架,来进行下游分析或者优化等。

  1. 在输出结果页面左上角单击“聚类分析”后,系统开始进行分析,同时显示“聚类分析中”。
    图16 聚类分析
  2. 待聚类分析完成后,单击“查看聚类结果”。进入聚类结果页。
  3. 在聚类结果页面,可以查看每个聚类的分子数量等信息。
    图17 查看聚类结果
  4. 单击某个聚类的操作列的“查看详情”,即可进入聚类详情页面,聚类详情页支持以卡片、列表以及3D的形式查看。默认展示卡片页面,用户可自行进行切换。
    说明:
    • 每个结果页面只用进行一次聚类分析操作。
    • 聚类结果是存成文件,如果文件被删或者获取不到的话会有警告, 聚类结果不存在。此时可以单击“重新聚类分析”。
    • 如果聚类失败,根据提示失败原因解决问题后,可单击“重新聚类分析”。

相关参数

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