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分子模拟药物设计软件MOE
分子模拟药物设计软件MOE
英文名称:Molecular Operating Environment总访问:15610
国产/进口:进口半年访问:2960
产地/品牌:加拿大CCG产品类别:生物信息软件
型       号:化学计算及分子模拟软件 最后更新:2019-6-3
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销售商: 上海康昱盛信息科技有限公司 查看该公司所有产品 >>
  • 产品介绍
  • 公司简介

MOE是由加拿大CCG公司开发的分子模拟及药物设计综合软件,集可视化、模拟和应用开发于一体。MOE在统一的操作环境下能通过分子模拟、蛋白质结构分析、小分子数据处理以及蛋白质与小分子对接研究等应用工具全方位支持药物设计。

相互作用显示

MOE里可以直观地观察分子间相互作用,例如氢键、盐键、疏水相互作用、PI-PI相互作用等。您既可以看到大分子内部的氢键网络,也可以看到受体-配体间重要的相互作用。

大分子质子化(Protonate 3D)
通常由实验手段得到的生物大分子结构都不包含氢原子坐标,因此需要根据溶剂环境和条件进行正确的计算和模拟以确定,Protonate3D正是为此目标而设计。使用Protonate3D功能,只需简单地设定温度、pH值和盐浓度等条件,即可对一个大分子结构进行质子化(加氢)计算。

构象分析
MOE提供了多种方法让用户进行构象分析:

System Search 系统构象搜索
Stochastic Search 随机构象搜索
LowMode MD 低能量高频率模式分子动力学模拟
Conformation Import 基于片段的高通量构象搜索方法

小分子柔性叠合
通 过对已知和预测的配体进行三维结构比对(或结构重叠)来推测生物活性的结构需求。这一功能在无法获得受体分子的精确结构信息时格外有用。MOE采用了包含 所有原子的灵活性比对程序,将力场以及基于形状的Gaussian描述和药效基团特征的三维结构相似性函数结合起来产生一组小分子所有可能的比对结果。

“结构-活性”报告(SAReport)
SAReport包括成熟的分析方法,帮助科学家确认重要的化合物组,以便更为有效地决定合成方向。SAReport将信息统一在一个框架下,以便科学家和管理者做出更好的决策。

GPCR/激酶/抗体家族数据库
在MOE中收录的抗体、激酶和G蛋白偶联受体的三维结构数据库包含了从PDB库内搜到的所有同类蛋白的结构,并且该数据库可以进行更新升级。在序列编辑器里,这些特定的序列可以被辨识、注释和添加序列比对约束——对于G蛋白偶联受体、抗体、激酶的序列叠合有非常大的帮助。

抗体建模

MOE采用特殊优化的抗体建模方法。抗体序列上的每一个框架区以及Loop区都可以在一个丰富的抗体结构数据库中找到与之匹配的最佳模板,从而保证了抗体建模的高效与精确。

氨基酸残基突变与侧链构象探索
MOE平台中的旋转异构体探索器(Rotamer Explorer)可用于发现氨基酸侧链构象。这一工具能够预测蛋白质三维结构中氨基酸结构的突变结果。它使用基于能量的打分函数对可能的旋转异构体进行排序并利用MOE的图形界面进行可视化分析。

蛋白相似结构域搜索

从结构出发,将蛋白二级结构表示为一个个代表α螺旋或者β折叠的结构向量,向量的方向代表从氮端到碳端,从而找到结构相似但没有家族关系的蛋白,用于开发多靶点药物,或者解释药物副作用。

 

蛋白质设计(Protein Design)

通过蛋白质设计--丙氨酸扫描(Alanine Scan)、二硫键扫描(Disulfide Scan)、耐药性突 变(Resistance Scan)、定点突变(Residue Scan)和序列设计(Sequence Design),能模拟蛋白质残基突变后的结构变化,以及突变后和配体的稳定性、亲和力变化。通过特殊的能量优化方法能够快速的找到突变后蛋白的优势构 象,并允许通过Rotamer Explorer/LowMode/Dymanic 三种不同的方法生成蛋白质可能的构象数据库,充分考虑到蛋白质残基的柔性。

蛋白质沉聚分析(Protein PatchAnalyzer)

通 过蛋白质表面图可以直观地观察到蛋白质表面的疏水、亲水、正电、负电等性质。而蛋白-蛋白表面间的疏水相互作用、正负电的相互吸引作用是引起蛋白沉聚的重 要原因。PatchAnalyzer 根据蛋白表面区域所绘制的表面图,从而找到引起蛋白沉聚的区域并标示出该区域内的氨基酸残基,为氨基酸突变改善蛋白沉聚性质提供重要参考。

翻译后修饰位点预测

通 过对规则的总结,并结合蛋白质的三维结构信息可以预测蛋白质可能引起翻译后修饰的位点。用户可以选择糖基化、乙酰化、甲基化、亚硝基化、磷酸化等不同的翻 译后修饰类型,MOE 可以根据知识规则和结构上的空间位阻信息筛选出结构中可能的翻译后修饰位点,并确定连接的基团的方向和构象。

GBVI/WSA  dG打分函数

GBVI/WSA dG的打分函数是基于力场的一种打分方式,这时的力场参数的设置为隐性溶剂和加权暴露表面积。在方程中只有三个参数,这三个参数和打分呈线性关系,并且是从实验数据中训练得到的。

LigX:交互式配体设计优化工具

LigX 是一个用于活性位点配体3D结构优化的流水线式的操作界面,有一系列专门的按钮提供结构的准备、活性位点的分析、分子性质及结合位点亲和力的计算、配体的 修饰和优化的命令。用户可以在LigX模式下实时看到配体分子的分子量、LogP、极性表面积、应力能、结合亲和力等信息。

PLIF:“蛋白-配体”相互作用指纹图谱

PLIF将小分子化合物与蛋白残基之间的相互作用如范德华接触、氢键、盐键等以指纹图谱(Fingerprint)的形式来表征。通过叠合一批“蛋白-配体”复合物结构分析可以得到重要残基及重要相互作用的信息,并以此建立模型,作为设计和筛选的基础。

3D-RISM  水分布结构分析

3D-RISM——一种液态密度函数理论,能够计算液相环境下溶质周围氧原子和氢原子三维密度。这种方法直接计算,并非基于动力学模拟或者蒙特卡洛模拟,因此从计算速度上比模拟方法要快几个量级。计算的密度结果和溶剂化自由能能够对应显示在溶质或者复合物周围。

药效团鉴别Pharmacophore Elucidation

从 一批输入化合物(可能伴有活性数据)出发,考虑所有可能的离散几何和药效特征表达的组合,来构建药效团模型。根据已知活性化合物、统计意义上的活性分子富 集以及构象匹配中原子叠合度这些指标对每个药效团模型进行打分。得分值以及高分药效团模型对应的分子叠合结果输出到MOE分子数据库(MDB文件)中,可 以进一步分析。

 

重要特性

跨平台计算
MOE可以支持所有主流的硬件架构和操作系统,包括:Windows2000\XP\Vista\7\8, Linux, MacOS X等。MOE所有的视窗和操作在各种平台下表现一致,性能均非常优越。

多任务环境
MOE是多任务模式的,用户可以在MOE里同时运行多个任务而不会产生冲突。例如你可以在对一个分子体系做能量最小化的同时对分子表面着色以观察作用力的变化。你可以同时运行任意数目的应用程序。

命令行及Web模式
MOE可以作为命令行程序运行,即MOE/batch;在此模式下,除了图形界面,MOE的所有功能都可以正常使用。MOE/web是另一种运行模式:当用户想通过Web页面使用MOE时,只需要打开浏览器就可以使用另外一台联网计算机上的MOE程序。

并行计算模式
MOE/smp是MOE及MOE/batch的增强模式,用户可以在此模式下使用多个处理器, 来共同完成大规模分布式计算。一个MOE进程可以分布到各种不同的计算资源上,例如笔记本、工作站、多处理器超级计算机等等,甚至是不同的操作系统,例如UNIX和Windows。

3D立体显示
MOE支持以三维立体的方式来查看分子结构、表面以及“受体-配体”相互作用,就像观看电影《阿凡达》一样,您也可以成为一名非常“酷”的药物化学家。MOE支持目前主流的两种3D实现技术:1.与NVIDIA 3D Vision兼容的主动立体显示技术;2.使用“红-蓝”和“红-绿”眼镜观看的滤色成像技术。

使用SVL编程
MOE一个鲜明特点就是开放架构:高级编程语言SVL,即科学向量语言(ScientificVector Language),为用户带来了高度的灵活性。在MOE中,用户可以快速地使用SVL开发新方法或实现新构想。使用SVL编写的程序适用于所有运行MOE的平台。

程序范例
MOE的安装目录下包括一批范例SVL程序,位于$MOE/sample目录下,用户可以从中学习如何编写SVL程序。

CCG期刊
CCG官方网站有一栏叫做CCG期刊,收集了关于MOE里应用程序和算法文章。

MOE在高水平研究工作中应用
MOE作为一个综合的分子模拟及药物设计软件,在大量研究工作中都有广泛的作用,每年利用MOE在高水平杂志上发表的论文有数百篇之多。这些杂志包括:Nature、Science、Proceedingsof the National Sciences of U.S.A、Journalof the American Chemical Society、Journalof Biological Chemistry、Journalof Medicinal Chemistry等等。CCG官方网站上对此有专门的收集和整理:http://www.chemcomp.com/research-cite.htm。

SVL程序共享
MOE的开发人员和用户有时会编写一些有用的SVL程序,并上传到SVL程序交换(SVLExchange)站点实现共享。对用户而言,这是一个非常有价值的资源。

 

 

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