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MaXFlow 3.14生物计算升级:自由能计算、AI文献数据提取与工作流体验全面增强,AI+分子模拟全面助力药物研发
来源:计算模拟平台

如果你在做蛋白-配体结合自由能小分子跨膜能垒、或需要把海量论文/表格里的数据快速结构化沉淀到工作流里,那么 MaXFlow 3.14 这次版本更新,就是为这些场景“对症下药”。

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生命科学重点更新 1

GMX_拉伸动力学分子运动的 "精准牵引师"

MaXFlow Life Science

作为药物研发前期的重要模拟工具,GMX_拉伸动力学组件凭借灵活的牵引方式和便捷的操作设计,成为探索分子动态过程的得力助手。


核心优势,全面适配研发需求


多元牵引模式:支持伞形牵引、恒力牵引、约束牵引三种方式,可根据不同研发场景灵活选择 —— 无论是模拟配体从蛋白活性位点解离,还是复刻原子力显微镜(AFM)/拉伸动力学(SMD)实验评估复合物稳定性,都能精准适配。

智能化参数配置:通过图形化界面即可完成所有参数设置,系统自动生成GROMACS 运行所需的.mdp输入文件,无需手动编写复杂代码,大大降低操作门槛。

无缝工作流衔接:与平台内LS_力场指派、GMX_溶剂化、GMX_结构优化等预处理组件,以及后续的GMX_伞形采样组件完美兼容,形成从分子预处理到拉伸模拟的完整流程,提升研发效率。

高效并行计算:针对大型生物体系进行性能调优,支持多节点并行运算,轻松应对复杂分子体系的模拟需求。

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图 拉伸动力学计算流程及参数展示


典型应用场景


结合自由能计算铺垫:通过伞形牵引方式获取配体解离的关键轨迹数据,为后续 GMX_伞形采样的自由能计算提供基础。

药物筛选辅助:模拟疏水/亲水分子穿越脂双层的能量壁垒,快速筛选出具备良好跨膜传输能力的候选药物分子,助力早期药物设计。

复合物稳定性评估:利用恒力牵引模拟 AFM/SMD实验,精准评估蛋白-配体复合物的机械稳定性,为药物作用机制研究提供数据支撑。

生命科学重点更新 2

GMX_伞形采样 + WHAM 分析自由能计算的 "终极利器"

MaXFlow Life Science

如果说拉伸动力学是 "探路者",那么 GMX_伞形采样组件就是 "精准测量师",搭配WHAM分析功能,能够高效、精准地计算分子间的结合自由能与跨膜自由能。


核心功能亮点


灵活化窗口设计:支持沿反应坐标(拉伸距离)进行多窗口采样方案自定义,可按需设置窗口数量、空间位置及分布密度,实现均匀分布采样或重点能量区域加密采样,同时支持批量生成与手动增减窗口的灵活操作模式。

精细化参数管控:每个采样窗口可独立配置拉伸距离、模拟时间、模拟步长、拉伸弹簧常数等关键参数,且支持单窗口参数配置的一键同步功能,兼顾参数设置的灵活性与一致性。

高效化任务处理:具备多窗口模拟任务批量提交能力,可实现计算资源的自动分配与调度,大幅缩短多窗口采样的整体计算周期。

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图 伞形采样计算流程及参数展示


可视化结果,直观解读数据


PMF图(能量地形图):清晰展示能量随距离变化的完整曲线,自动标记能量最高点与最低点,快速识别能量壁垒及差值,直观判断分子结合强度、解离难度或跨膜难易程度。

Histo图(分布直方图):反映每个采样窗口的数据充分性,通过窗口峰重叠度可直接评估数据质量,确保计算结果的可靠性。

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图 可视化结果展示 PMF图


典型应用场景


蛋白-配体结合自由能计算:沿配体解离路径设置多个采样窗口,通过PMF曲线积分精准获取结合自由能,为药物分子的活性评估提供核心数据。

跨膜传输能垒分析:沿膜法向设置密集采样窗口,精准识别小分子穿透脂双层的主要障碍位置及跨膜自由能,为设计具有靶向性的跨膜药物提供理论依据。

生命科学重点更新 3

AI 功能升级精准赋能药物研发核心环节

MaXFlow Life Science


机器学习组件 2.0

模型训练更专业、更透明


药物研发中,从化合物活性预测到生物标志物筛选,机器学习是不可或缺的核心工具。此次升级将所有模型训练组件更新至2.0版本,带来三大核心提升:

  • 细分系统、核心、高级三类参数,满足药物研发中不同场景的进阶需求,专业用户可精准调控模型细节;

  • 完善的参数帮助文档,让入门用户快速上手,无需复杂学习即可开展基础模型训练;

  • 训练日志新增超参优化损失函数数据与最优参数,配合Echart控件自动生成损失函数曲线,结果可追溯、可验证。

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图 机器学习模型训练工作流


文献数据提取(云端)

高效挖掘研发关键信息


药物研发离不开海量文献、实验数据的支撑,此次新增的云端文献数据提取功能,专为生命科学领域量身打造:

  • 使用大语言模型(LLM),精准提取 PDF文献、Excel表格(csv/ xls/ xlsx)中的结构化数据—— 无论是小分子化合物的活性数据、多肽药物的体外实验结果,还是抗体药物的亲和力测定值,都能按提示词快速提取;

  • 支持批量处理+检索增强生成(Rag),搭配新增的 “读取资料文件”组件,轻松搞定数百篇文献的数据汇总,告别手动录入;

  • 自动统一国际标准单位,避免数据换算误差;支持通过化合物名称获取SMILES 结构,为小分子药物虚拟筛选、结构活性关系分析提供关键数据支撑,大幅提升前期研发效率。

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图 文献数据提取工作流

生命科学重点更新 4

自定义工具:支持第三方软件与模型作为工作流组件运行

MaXFlow Life Science

在组件列表中新增自定义工具,让用户能够在工作流中直接调用已部署在计算服务器上的第三方软件、AI模型或自定义脚本,显著提升流程的灵活性与扩展性。

  • 自定义工具产生的数据可无缝作为其他组件输入,构建更复杂、更自动化的数据处理流程。

  • 支持在组件面板或通过数据表格传递运行参数,配置方式更加灵活。

  • 结合MaXFlow数据展示工具,可直观可视化表格、图形、结构等多类型数据。

  • 提供结构数据格式转换API,降低异构工具集成成本。

  • 新增Dry Run模式,方便用户了解前序组件的输出数据结构,方便以合适的方式应用前序组件的输出数据。


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*注意:MaXFlow云端用户使用自定义工具需和创腾科技联系部署第三方软件,自定义工具的使用需要有一定的Linux系统操作和代码编写经验,我们将提供不同场景的示例代码和应用说明。

生命科学重点更新 5

前端交互优化操作流程更顺畅、更高效

MaXFlow Life Science

前端交互围绕 “简化操作、提升效率” 全面升级,让药物研发全流程更顺畅。


工作流界面


编辑页新增克隆按钮,方便工作流备份与复用。

调整按钮布局:发布按钮迁移至画布左上角;工作流报告按钮移到运行按钮右侧。


Reporting 页面(结果呈现更高效)


操作入口更集中:提取文件/下载文件/编辑迁移到窗口标题栏右侧;

  • 增加控件全屏/恢复、控件类型切换,方便快速切换不同数据视图。

  • 原始文件查看窗口增加手动刷新工具,便于追踪文件更新。


常见问题解答


Q1

新功能可以做什么自由能相关工作?

通过GMX_拉伸动力学+GMX_伞形采样+自动 WHAM,获得 PMF曲线并用于蛋白-配体结合自由能、跨膜自由能评估。

A

Q2

结果是否能快速判断“可靠不可靠”?

WHAM输出包含Histo直方图用于检查窗口采样充分性与重叠度,辅助评估数据质量。

A

Q3

文献数据提取能解决什么?

把PDF/表格按提示词抽取成结构化数据,提供Rag方法、数据单位统一、SMILES易获取,并可批量处理。

A

Q4

除了功能,日常体验提升在哪?

工作流支持克隆备份、按钮布局更顺手;Reporting入口更集中、支持全屏/切换控件类型、原始文件可手动刷新。

A

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