药物设计 - SHAFTs整合案例

时间:2014-04-03

 

Pipeline Pilot在Modeling & Simulation领域的应用案例3:
Pipeline Pilot整合SHAFTS并实现网页版和Discovery Studio的调用
 
      在药物设计和先导化合物优化的研究工作中,对小分子三维形状相似性的准确评价具有重要意义,因为理论研究表明结构相似的小分子拥有相同或者相似的生物活性。因此无论是对化合物构效关系的研究,还是对化合物分子的聚类分析都需要一种精确的分子相似性评价的方法。基于上述研究需求,华东理工大学李洪林课题组开发了一种基于分子形状和化学特征的三维相似性评价方法—SHAFTS。该方法综合考虑了药效团特征匹配和分子体积叠合的特征,能够对化合物构象的比对情况进行快速枚举,得到最优的叠合构象及其相似性打分。独立测试集的结果表明SHAFTS的精度和计算速度要优于已报道的文献方法,实验和应用案例也表明SHAFTS在先导化合物发现中的价值,并且能够用于骨架跃迁的虚拟筛选研究。
 
Figure 1.  SHAFTS的计算原理图
 
      使用业界领先的工作流和信息整合平台——Pipeline Pilot(简称PP),北京创腾科技有限公司生命科学产品技术团队,成功将SHAFTS程序整合为PP中的一个“组件”,并通过简单的protocol搭建,实现了该打分函数与业界顶尖的分子模拟与分子设计平台Discovery Studio(简称DS)的无缝整合,从而使药物设计领域的用户可以直接在DS中应用这一新的打分函数对蛋白与配体的结合能力进行打分和评价,丰富了DS的打分功能。此外,通过PP的Reporting功能组件,还搭建了简单的网页版本的SHAFTS,方便用户通过网页直接调用SHAFTS软件。
 
Figure 2.  Pipeline Pilot整合SHAFTS用于DS的计算流程
 
Figure 3.  Pipeline Pilot整合SHAFTS用于网页发布的计算流程
 
Figure 4.  Pipeline Pilot整合SHAFT软件并在Discovery Studio中使用
 
Figure 5.  Pipeline Pilot整合SHAFTS并通过网页发布使用
 
参考文献
Xiaofeng Liu, Hualiang Jiang, Honglin Li*. SHAFTS: A Hybrid Approach for 3D Molecular Similarity Calculation. 1. Method and Assessment of Virtual Screening. J. Chem. Inf. Model., 2011. 51(9) : 2372-2385
 Weiqiang Lu, Xiaofeng Liu, and Honglin Li*. SHAFTS: A Hybrid Approach for 3D Molecular Similarity Calculation. 2. Prospective Case Study in the Discovery of Diverse p90 Ribosomal S6 Protein Kinase 2 Inhibitors to Suppress Cell Migration. J. Med. Chem., 2011. 54 : 3564-3574