BIOVIA DISCOVERY STUDIO® 2020ライフサイエンスのための包括的な モデリング・シミュレーションデータシート

最新の科学の成果を実装複雑な生体分子系をモデリングして把握するためには、分子シミュレーションが必要不可欠です。BIOVIA の予測科学アプリケーション、Discovery Studio® の最新のリリースには、市販のソフトウェアで初となる Multi-Site Lambda Dynamics などの新しい科学的成果が盛り込まれています。BIOVIA Pipeline Pilot ™ をベースにして構築された Discovery Studio は、ライフサイエンスの創薬研究分野に最適な、さまざまな機能を網羅したコラボレーティブなモデリング・シミュレーショ

ン・アプリケーションです。

DISCOVERY STUDIO 2020Discovery Studio 2020 は、バージョン 2020 としてリリースされた一連の BIOVIA 製品の一つで、バイオ医薬品やシミュレーション、低分子研究などの分野における重要な科学的進展が実装されています。

新しい機能と強化された機能新機能 ! GPU と CPU の両方で CHARMm-DOMDEC を介した Multi-Site Lambda Dynamics1 メソッドを搭載し、初期のリード最適化段階で大規模な同族化合物ライブラリの探索が可能になりました。

• 1 回のシミュレーションで複数のリガンドの相対結合自由エネルギーを計算し、競合的結合アッセイを模倣

• 自由エネルギー摂動法 ( FEP )よりも効率性が最大 20 倍向上

• ユーザー・フレンドリーな新しいインターフェースにより、設定や実行、結果分析が容易

機能強化 ! タンパク質のモデリング・シミュレーション機能を多方面から強化しました。

• Prepare Proteins: 複数のタンパク質分子を指定して並列で処理できるようになりました。

• Predict Humanizing Mutations: 重鎖と軽鎖の両方に V 遺伝子や J 遺伝子を指定できます。

• BLAST Search プロトコルや PSI-BLAST Search プロトコルで、新たに NCBI nr データベースと nr_v5 データベースをサポートしました。 また、UniProt が提供している UniRef90 データベースもサポートされました。

• 結合や力場に関する情報を CHARMm Structure PSF ファイルから読み込み、ペアとなる CRD ファイルまたは PDB ファイルと合わせて原子タイプアサイン済みの分子系を組み立てられるようになりました。

新機能 ! 以下のファーマコフォア生成方法が強化されました。

• Ensemble Pharmacophore Generation: 一連の大規模な活性/ 非活性リガンドからアンサンブル・ファーマコフォアを生成するための新しいプロトコルです。解析が容易になるように、詳細な混同行列 ( confusion matrix ) や ROC 曲線も生成されます。

• Interaction Pharmacophore Generation: リガンド - 受容体の非結合相互作用からファーマコフォアを生成・検証するための新しいプロトコルです。

図 1: MSLD シミュレーション用に Hsp90 結合部位の内部で 1 つのコアと 2 つの部位で定義されたコンビナトリアル・ライブラリ

図 2: POPC 二重層膜で溶媒和された hERGイオンチャネル

新機能 ! 生物製剤の溶解度や粘度を予測できるようになりました。

• Calculate Protein Formulation Properties: タンパク質の Developability Index ( DI )、抗体の粘度 ( MIT の SCM2 アルゴリズムをインライセンス)、タンパク質の溶解度を計算するための新しいプロトコルです。

新機能 ! 露わな膜を含む分子動力学シミュレーションに対応しました。

• Solvate with Explicit Membrane: 膜貫通タンパクに対して脂質や水、カウンターイオンから成る二重層膜を明示的に追加するための新しいプロトコルです。

• 何種類かの脂質分子については平衡化計算済みの単脂質種の膜が用意されている他、複雑な特製の膜も利用できます。 図 3: 非結合相互作用の特徴認識「相互作用ファーマコフォア」と

一致する「非結合の特徴認識」相互作用ファーマコフォア

• アンサンブル・ファーマコフォアの FitValue 閾値 (カットオフ値)は balanced accuracy を基に最適化されており、活性リガンドと 非活性リガンドの違いを適切に見極められるようになっています。

機能強化 ! ファーマコフォア・モデリング機能を多方面から強化しました。

• PharmaDB: scPDB リリース 2017 をベースにした最新バージョンに更新されました。 現在は 250,000 を超えるファーマコフォア・ モデルが格納され、 16,034 エントリー、タンパク質が 4,782、 リガンドが 6,326 になりました。

• 3D QSAR Pharmacophore Generation: バリデーション・セット用のリガンド・マッピングが保持されるようになりました。

• Ligand Profiler: プロトコルの結果テーブルをソートできるように なりました。

• 非結合相互作用ツールで、リガンドの疎水性領域を特定する際に、 より高度な手法を用いるようになりました。

機能強化 !

• Dock Ligands (GOLD): 共有結合リガンド・ドッキングを新たに サポートしました。

• 2D 結合部位の図を核酸 -リガンド複合体にも使用できるようになりました。

• ネットワークのエラーなどによって中断されたジョブに対して Discovery Studio Client を再接続できるようになりました。

パートナーから提供されている機能• CHARMm: アカデミック版 CHARMM の最新リリース、バージョン

c43b23 が組み込まれています。

• NAMD: CPU エディション、バージョン 2.12 が配布されます。

• MODELER: アカデミック版 MODELLER の最新リリース、バー ジョン 9.224 が組み込まれています。

• BLAST+: Discovery Studio の BLAST+ のバージョンが 2.9 に 更新されました。

• GOLD: GOLD 2019 (バージョン 5.7) をサポートしています。

互換性Discovery Studio 2020 は BIOVIA Pipeline Pilot 2020 をベースにして構築されています。

データベース• 抗体データベースが更新され、PDB から最新の抗体テンプレート 構造が取り込まれました (2019 年 7 月リリースの PDB がベース)。

• PDB データベースと PDB_nr95 BLAST データベースが更新されました (2019 年 7 月の PDB データがベース)。

• 2019 年 8 月の UniProt をベースにして Swiss-Prot BLAST データベースが更新されました。

• RCSB Structure Search プロトコルのデータベースが更新され ました (2019 年 8 月、 29,815 エントリー)。

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