[發明專利]分子對接方法及系統

有效

• 申請號: 201711214050.X
• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN107992718B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 常珊;梅向東;陸旭峰
• 申請（專利權）人: 江蘇理工學院
• 主分類號: G16C20/50
• 分類號: G16C20/50;G16C20/20
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 陳麗萍

本發明提供了一種分子對接方法及系統，其中，在該分子對接方法中包括：CPU處理端讀入作為受體的靜態分子結構及作為配體的動態分子結構，分別進行預處理得到網格數據后傳送至GPU運算端；GPU運算端接收到受體和配體的網格數據，分別進行傅里葉變換得到頻域數據后進行點積操作得到復合物頻域數據；GPU運算端根據得到的復合物頻域數據計算得到匹配因子并將其傳送至CPU處理端；CPU處理端根據接收到的匹配因子得到預設數量的最佳對接位置，實現受體和配體的對接操作。其充分利用了GPU運算端的高浮點運算能力，大大減少了分子對接過程中的運行成本，加速分子對接的運行速度，提高資源的利用效率。

技術領域

本發明涉及藥物篩選領域，尤其涉及一種分子對接方法及系統。

背景技術

分子對接主要用于研究各種蛋白質分子之間的相互作用和識別，如果用實驗直接研究蛋白質間的相互作用，由于實驗條件的限制獲得蛋白質復合物晶體結構極其困難，且費用極其昂貴。因此，使用計算機輔助藥物設計(Computer Aided Drug Design，簡稱CADD)來獲得蛋白質復合物結構受到了廣泛的關注和使用。

隨著大數據時代的到來，現有技術中，分子對接過程中使用到的算法已經跟不上當前快速發展的計算速度了。但是，在藥物篩選領域中，分子對接是相當重要的一部分，以此，研究如何加快分子對接的速度成了藥物篩選領域必不可少的一個課題。

發明內容

針對上述問題，本發明提供了一種分子對接方法及系統，有效解決現有技術中分子對接效率低下的技術問題。

本發明提供的技術方案如下：

一種分子對接方法，包括CPU處理端和GPU運算端，所述分子對接方法中包括：

CPU處理端讀入作為受體的靜態分子結構及作為配體的動態分子結構，分別進行預處理得到網格數據后傳送至GPU運算端；

GPU運算端接收到受體和配體的網格數據，分別進行傅里葉變換得到頻域數據后進行點積操作得到復合物頻域數據；

GPU運算端根據得到的復合物頻域數據計算得到匹配因子并將其傳送至CPU處理端；

CPU處理端根據接收到的匹配因子得到預設數量的最佳對接位置，實現受體和配體的對接操作。

進一步優選地，在步驟CPU處理端讀入作為受體的靜態分子結構及作為配體的動態分子結構，分別進行預處理得到網格數據后傳送至GPU運算端中，包括：

讀入作為受體的靜態分子結構和作為配體的動態分子結構；

對靜態分子結構進行離散化和平面化處理得到靜態網格數據；

對動態分子結構進行離散化處理得到動態網格數據；

將靜態網格數據和動態網格數據傳送至GPU運算端。

進一步優選地，在步驟GPU運算端根據得到的復合物頻域數據計算得到匹配因子并將其傳送至CPU處理端中，包括：

調用CPU處理端中傅里葉逆變換函數對復合物頻域數據進行傅里葉逆變換得到復合物網格數據；

根據所述復合物網格數據得到其在整個三維網格中的匹配因子；

將得到的匹配因子傳送至CPU處理端。

進一步優選地，在步驟根據所述復合物網格數據得到其在整個三維網格中的匹配因子中，包括：

獲取預先設定的三維網格的大小；

將得到的復合物網格數據除以所述三維網格的大小得到匹配因子。

進一步優選地，在步驟CPU處理端根據接收到的匹配因子得到預設數量的最佳對接位置中，包括：