[發(fā)明專利]一種藥物分子動(dòng)力學(xué)模擬限制勢(shì)方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110060191.0
• 申請(qǐng)日: 2021-01-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112669911B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉鍇;謝雅榆;黃炳耀;劉永宏;高程海;陽(yáng)藍(lán)田;謝沛桃
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣西中醫(yī)藥大學(xué)
• 主分類號(hào): G16C10/00
• 分類號(hào): G16C10/00;G16C20/50
• 代理公司: 廣西中知科創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 45130
• 代理人: 趙團(tuán)軍

本發(fā)明涉及藥物設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種藥物分子動(dòng)力學(xué)模擬限制勢(shì)方法及系統(tǒng)包括下述步驟：通過(guò)常規(guī)動(dòng)力學(xué)模擬計(jì)算，獲得分子的動(dòng)力學(xué)軌跡：設(shè)定采樣平衡區(qū)域，并讀取所述采樣平衡區(qū)域內(nèi)，所述分子中所有原子隨時(shí)間位置變化的軌跡；計(jì)算所述分子中各個(gè)原子位置坐標(biāo)隨時(shí)間變化的平均值，并將各個(gè)原子按照所述平均值由小到大排序；根據(jù)預(yù)設(shè)的創(chuàng)建量，根據(jù)所述創(chuàng)建量創(chuàng)建參考原子列表；在所述參考原子列表中獲取參考原子，根據(jù)所述參考原子的序號(hào)并通過(guò)計(jì)算所述參考原子的鍵長(zhǎng)、鍵夾角及二面角的簡(jiǎn)諧振動(dòng)常數(shù)，以獲得分子的限制勢(shì)。本發(fā)明合理的選擇參考原子，避免因參考原子選擇不當(dāng)，而產(chǎn)生的計(jì)算的誤差甚至錯(cuò)誤。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及藥物設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種藥物分子動(dòng)力學(xué)模擬限制勢(shì)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著高性能計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，藥物分子動(dòng)力學(xué)模擬逐漸成為預(yù)測(cè)藥物小分子與靶蛋白結(jié)合活性最主要的理論計(jì)算手段。而限制勢(shì)的引入可增加單位模擬時(shí)間內(nèi)采樣的效率，是提高結(jié)合活性預(yù)測(cè)精度的關(guān)鍵。Boresch等人于2003年給出了限制勢(shì)的計(jì)算方法(Boresch,S.；Tettinger,F.；Leitgeb,M.；Karplus,M.,Absolute Binding FreeEnergies:A Quantitative Approach for Their Calculation.J.Phys.Chem.B 2003,107,9535-9551.)。理論上，對(duì)于平衡狀態(tài)下的模擬體系，參考原子可任意選擇，并且對(duì)計(jì)算限制勢(shì)的大小無(wú)影響；但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，由于動(dòng)力學(xué)模擬采樣時(shí)間有限，因此不同參考原子的選擇對(duì)計(jì)算的重復(fù)性與準(zhǔn)確性有較大影響。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種藥物分子動(dòng)力學(xué)模擬限制勢(shì)方法及系統(tǒng)，合理的選擇參考原子，避免因參考原子選擇不當(dāng)，而產(chǎn)生的計(jì)算的誤差甚至錯(cuò)誤。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種藥物分子動(dòng)力學(xué)模擬限制勢(shì)方法，包括下述步驟：

S1.通過(guò)常規(guī)動(dòng)力學(xué)模擬計(jì)算，獲得分子的動(dòng)力學(xué)軌跡：

S2.設(shè)定采樣平衡區(qū)域，并讀取所述采樣平衡區(qū)域內(nèi)，所述分子中所有原子隨時(shí)間位置變化的軌跡；

S3.計(jì)算所述分子中各個(gè)原子位置坐標(biāo)隨時(shí)間變化的平均值，并將各個(gè)原子按照所述平均值由小到大排序；

S4.根據(jù)預(yù)設(shè)的創(chuàng)建量，獲取步驟S3中對(duì)應(yīng)所述創(chuàng)建量的所述原子作為參考原子列表；

S5.在所述參考原子列表中獲取參考原子，根據(jù)所述參考原子的序號(hào)通過(guò)計(jì)算所述參考原子的鍵長(zhǎng)、鍵夾角及二面角的簡(jiǎn)諧振動(dòng)常數(shù)，以獲得分子的限制勢(shì)。

進(jìn)一步地，在步驟S1中，分子的動(dòng)力學(xué)軌跡包括蛋白動(dòng)力學(xué)軌跡及小分子動(dòng)力學(xué)軌跡。

進(jìn)一步地，在所述步驟S3中，分別計(jì)算所述蛋白及所述小分子位置變化軌跡文件中各原子位置坐標(biāo)隨時(shí)間變化的平均值。

進(jìn)一步地，在步驟S4中，獲取所述創(chuàng)建量的所述蛋白及所述小分子對(duì)應(yīng)的原子分別作為蛋白參考原子列表及小分子參考原子列表。

進(jìn)一步地，在步驟S5中，參考原子的獲取步驟包括：

A1、分別獲取所述蛋白參考原子列表及所述小分子參考原子列表的第一個(gè)原子序號(hào)，并標(biāo)記為蛋白參考原子P1及小分子參考原子L1；

A2、依次計(jì)算所述蛋白參考原子P1與所述蛋白參考原子列表中其他參考原子之間的空間距離，且將空間距離最大值的參考原子標(biāo)記為蛋白參考原子P2；依次計(jì)算所述小分子參考原子L1與所述小分子參考原子列表中其他參考原子之間的空間距離，且將空間距離最大值的參考原子標(biāo)記為小分子參考原子L2；