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acoplamiento automático

AutoDock es un software de simulación de modelado molecular . Es especialmente eficaz para el acoplamiento proteína-ligando . AutoDock 4 está disponible bajo la Licencia Pública...

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AutoDock es un software de simulación de modelado molecular . Es especialmente eficaz para el acoplamiento proteína-ligando . AutoDock 4 está disponible bajo la Licencia Pública General de GNU . AutoDock es una de las aplicaciones de software de acoplamiento más citadas en la comunidad de investigación. [1] Es utilizado por los proyectos FightAIDS@Home y OpenPandemics - COVID-19 que se ejecutan en World Community Grid , para buscar antivirales contra el VIH/SIDA y la COVID-19 . [2] En febrero de 2007, una búsqueda en el ISI Citation Index mostró que se habían citado más de 1100 publicaciones utilizando los artículos del método principal de AutoDock. En 2009, este número superó los 1200.

AutoDock Vina es un sucesor de AutoDock, significativamente mejorado en términos de precisión y rendimiento. [3] Está disponible bajo la licencia Apache .

Tanto AutoDock como Vina son mantenidos actualmente por Scripps Research , específicamente por el Centro de Biología Estructural Computacional (CCSB) dirigido por el Dr. Arthur J. Olson [4] [5]

AutoDock se utiliza ampliamente y desempeñó un papel en el desarrollo del primer inhibidor de la integrasa del VIH-1 aprobado clínicamente por Merck & Co. [6] [7]

Programas

AutoDock consta de dos programas principales: [8]

  • AutoDock para acoplar el ligando a un conjunto de cuadrículas que describen la proteína objetivo;
  • AutoGrid para precalcular estas cuadrículas.

El uso de AutoDock ha contribuido al descubrimiento de varios fármacos, incluidos los inhibidores de la integrasa del VIH1. [6] [7] [9] [10]

Soporte de plataforma

AutoDock funciona en Linux , Mac OS X , SGI IRIX y Microsoft Windows . [11] Está disponible como paquete en varias distribuciones de Linux, incluidas Debian , [12] [13] Fedora , [14] y Arch Linux . [15]

La compilación de la aplicación en modo nativo de 64 bits en Microsoft Windows permite un funcionamiento más rápido del software en punto flotante. [16]

Versiones mejoradas

AutoDock para GPU

El equipo de investigación de AutoDock Scripps ha desarrollado rutinas de cálculo mejoradas utilizando OpenCL y CUDA . [17]

Esto da como resultado aceleraciones observadas de hasta 4x (CPU de cuatro núcleos) y 56x (GPU) sobre el AutoDock 4.2 serial original (Solis-Wets) en la CPU.

La versión CUDA se desarrolló en colaboración entre el equipo de investigación de Scripps y Nvidia [9] [17], mientras que la versión OpenCL se optimizó aún más con el apoyo del equipo de IBM World Community Grid .

AutoDock Vina

AutoDock tiene un sucesor, AutoDock Vina, que tiene una rutina de búsqueda local mejorada y hace uso de configuraciones de computadora multinúcleo/multi-CPU. [3]

Se ha destacado que AutoDock Vina funciona significativamente más rápido en sistemas operativos Linux de 64 bits en varios proyectos de World Community Grid que utilizaron el software. [18]

AutoDock Vina se encuentra actualmente en la versión 1.2, lanzada en julio de 2021. [19] [20]

Mejoras y herramientas de terceros

Como proyecto de código abierto, AutoDock ha obtenido varias versiones mejoradas de terceros, como:

  • Puntuación y minimización con AutoDock Vina (smina) es una bifurcación de AutoDock Vina con soporte mejorado para el desarrollo de funciones de puntuación y minimización de energía. [21]
  • Off-Target Pipeline permite la integración de AutoDock en proyectos más grandes. [22]
  • El kit de herramientas de puntuación de consenso permite volver a puntuar las poses de AutoDock Vina con múltiples funciones de puntuación y calibración de ecuaciones de puntuación de consenso. [23]
  • VSLAB es un complemento de VMD que permite el uso de AutoDock directamente desde VMD. [24]
  • PyRx ofrece una interfaz gráfica de usuario muy útil para ejecutar la proyección virtual con AutoDock. PyRx incluye un asistente de acoplamiento que puede utilizarse para ejecutar AutoDock Vina en la nube o en un clúster de HPC. [25]
  • POAP es una herramienta basada en scripts de shell que automatiza AutoDock para la detección virtual desde la preparación del ligando hasta el análisis posterior al acoplamiento. [26]
  • VirtualFlow permite realizar proyecciones virtuales de gran tamaño en clústeres de computadoras y en la nube utilizando programas de acoplamiento basados ​​en AutoDock Vina, lo que permite proyectar rutinariamente miles de millones de compuestos. [27]

Aceleración FPGA

Utilizando chips programables generales como coprocesadores, específicamente el producto experimental OMIXON, [28] la aceleración estuvo dentro del rango de 10 a 100 veces la velocidad de la CPU Intel Dual Core de 2 GHz estándar. [29]

Véase también

Referencias

  1. ^ Sousa SF, Fernandes PA, Ramos MJ (octubre de 2006). "Acoplamiento proteína-ligando: estado actual y desafíos futuros". Proteins . 65 (1): 15– 26. doi :10.1002/prot.21082. PMID  16862531. S2CID  21569704.
  2. ^ "Queremos detener las pandemias de inmediato". IBM . 2020-04-01 . Consultado el 2020-04-04 .
  3. ^ ab Trott O, Olson AJ (enero de 2010). "AutoDock Vina: mejora de la velocidad y precisión del acoplamiento con una nueva función de puntuación, optimización eficiente y multihilo". Journal of Computational Chemistry . 31 (2): 455– 61. doi :10.1002/jcc.21334. PMC 3041641 . PMID  19499576. 
  4. ^ "El Centro de Biología Estructural Computacional". El Centro de Biología Estructural Computacional . 2020-05-15 . Consultado el 2020-05-15 .
  5. ^ "Arthur Olson | Scripps Research" www.scripps.edu . Consultado el 22 de mayo de 2019 .
  6. ^ ab Goodsell DS, Sanner MF, Olson AJ, Forli S (agosto de 2020). "La suite AutoDock a los 30". Protein Science . 30 (1): 31– 43. doi :10.1002/pro.3934. PMC 7737764 . PMID  32808340. 
  7. ^ ab Schames JR, Henchman RH, Siegel JS, Sotriffer CA, Ni H, McCammon JA (abril de 2004). "Descubrimiento de una nueva trinchera de unión en la integrasa del VIH". Journal of Medicinal Chemistry . 47 (8): 1879– 81. doi :10.1021/jm0341913. PMID  15055986.
  8. ^ Park H, Lee J, Lee S (noviembre de 2006). "Evaluación crítica del AutoDock automatizado como una nueva herramienta de acoplamiento para el cribado virtual". Proteins . 65 (3): 549– 54. doi :10.1002/prot.21183. PMID  16988956. S2CID  28351121.
  9. ^ ab Gupta G (26 de mayo de 2020). "Corriendo contra el reloj, se busca el asesino de la COVID entre mil millones de moléculas". Nvidia . Archivado desde el original el 11 de junio de 2020 . Consultado el 26 de septiembre de 2020 .
  10. ^ "Moléculas en movimiento: las simulaciones por computadora conducen a una mejor comprensión de las estructuras de las proteínas". www.nsf.gov . 29 de julio de 2005 . Consultado el 22 de mayo de 2019 .
  11. ^ "AutoDock — AutoDock". autodock.scripps.edu . Consultado el 22 de mayo de 2019 .
  12. ^ "Debian Package Tracker - autodocksuite". tracker.debian.org . Consultado el 22 de mayo de 2019 .
  13. ^ "Debian Package Tracker - autodock-vina". tracker.debian.org . Consultado el 22 de mayo de 2019 .
  14. ^ "Paquete autodocksuite". apps.fedoraproject.org . Archivado desde el original el 2020-01-01 . Consultado el 2019-05-22 .
  15. ^ "AUR (es) - autodock-vina". aur.archlinux.org . Consultado el 22 de mayo de 2019 .
  16. ^ "Cómo compilar AutoDock como una aplicación nativa de Windows de 64 bits: AutoDock". autodock.scripps.edu . Consultado el 22 de mayo de 2019 .
  17. ^ de GitHub - ccsb-scripps/AutoDock-GPU: AutoDock para GPU que utilizan OpenCL., Centro de Biología Estructural Computacional, 23 de agosto de 2019 , consultado el 15 de septiembre de 2019
  18. ^ "Windows 10 o Linux". World Community Grid . 2019-10-31 . Consultado el 2020-04-04 .
  19. ^ ccsb-scripps/AutoDock-Vina, Centro de Biología Estructural Computacional, 20 de julio de 2021 , consultado el 20 de julio de 2021
  20. ^ Eberhardt, Jerome; Santos-Martins, Diogo; Tillack, Andreas F.; Forli, Stefano (19 de julio de 2021). "AutoDock Vina 1.2.0: nuevos métodos de acoplamiento, campo de fuerza expandido y enlaces de Python". Revista de información y modelado químico . 61 (8): 3891– 3898. doi :10.1021/acs.jcim.1c00203. ISSN  1549-9596. PMC 10683950 . PMID  34278794. 
  21. ^ "smina". FuenteForge . Consultado el 15 de septiembre de 2019 .
  22. ^ "Canalización fuera del objetivo". sites.google.com . Consultado el 22 de mayo de 2019 .
  23. ^ "Consensus Scoring ToolKit | optimización de la puntuación de consenso para el acoplamiento de ligandos de proteínas" . Consultado el 22 de mayo de 2019 .
  24. ^ "Hacer que el atraque y la proyección virtual sean lo más simples posible..." www.fc.up.pt . Consultado el 22 de mayo de 2019 .
  25. ^ "Bienvenido al sitio web de PyRx".
  26. ^ Samdani A, Vetrivel U (junio de 2018). "POAP: una tubería multiproceso basada en paralelo GNU de la suite Open Babel y AutoDock para el cribado virtual de alto rendimiento mejorado". Computational Biology and Chemistry . 74 : 39– 48. doi :10.1016/j.compbiolchem.2018.02.012. PMID  29533817. S2CID  3849603.
  27. ^ Gorgulla C, Boeszoermenyi A, Wang ZF, Fischer PD, Coote PW, Padmanabha Das KM, et al. (abril de 2020). "Una plataforma de descubrimiento de fármacos de código abierto permite pantallas virtuales ultragrandes". Nature . 580 (7805): 663– 668. Bibcode :2020Natur.580..663G. doi :10.1038/s41586-020-2117-z. PMC 8352709 . PMID  32152607. S2CID  212653203. 
  28. ^ "Omixon - Productos - Acoplamiento". 5 de marzo de 2010. Archivado desde el original el 5 de marzo de 2010. Consultado el 22 de mayo de 2019 .
  29. ^ Pechan I. Aceleración basada en FPGA del software de acoplamiento molecular AutoDock. BME MDA, un archivo digital completo. ISBN 9783981375411. Recuperado el 22 de mayo de 2019 .
  • Página de inicio de AutoDock
  • Página de inicio de AutoDock Vina
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