主要更新摘要：

 

針對抗體藥物設計

• Humanization人類化預測新增機器學習方法 – 基於2021年發表的文獻，現在可以透過資料庫以及對應的機器學習方法，預測VL/VH人類化區域。
• 多個Protocol支援charmm36 forcefield，更適合預測胺基酸以及蛋白質結構。
• ZDOCK提升10~30%效能。

 

Simulation

• 新增Gaussian accelerated Molecular Dynamics (GaMD)，結合NAMD以及Gaussian計算，適用於預測Sampling conformation的MD方法，例如抗體CDR loop構型預測、異位調控等主題，支援GPU。
• 新增Estimate Free Energy Landscape，可統計MD計算結果的各項自由能。
• 新增Measure Trajectory Features，相較於先前版本的Analyze trajectory protocol，提供更多樣化的軌跡分析方法(SASA, RMSD, dihedrals)。
• 新增Cluster Conformations，可依據Measure Trajectory Features計算出來的特性，將每個frame的構型分群，依照結構相似性分析MD結果。
• MSLD Bias Optimization and Production透過使用BLaDE計算引擎，提升三倍效能。

 

小分子藥物設計

• 更新PharmaDB，現在包含37,000 Target。
• 新增PharmaDB Filter，可依據特性(例如molecular weight, HET codes, etc)，預先篩選特定目標進行計算，縮小篩選範圍。
• 新增PharmaDB Profiler，將以往Ligand Profiler中的PharmaDB獨立出來，提供更完整的參數設定進行一對多或多對多的小分子Target screening。
• Filter by SMARTS提供新的PAINS (Pan Assay Interference Compounds)篩選方式。

 

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DELIVERING NEW SCIENCE

分子模擬對於建模和理解複雜的生物分子系統至關重要。 BIOVIA 預測科學應用程式 Discovery Studio 的最新版本包含高斯加速分子動力學，用以加強模擬。 Discovery Studio 基於 BIOVIA Pipeline Pilot 構建，具有獨特的定位，是生命科學研究研究領域最全面的協作建模和模擬應用程式。

 

DISCOVERY STUDIO 2023 SP1

作為 2023 年 BIOVIA 產品發布系列的一部分，Discovery Studio 2023 SP1 繼續推動生物治療、生物模擬和小分子研究領域的科學發展。

 

ENHANCED SCIENCE

New!  人類化預測新增機器學習方法模型 ( Machine Learning humanization model ) 

• 預測人類化突變模型 (Predict Humanizing Mutations protocol) 現在包含了一種新發表的機器學習方法，可以更好地區分人類和鼠類序列，該方法利用一個大規模的抗體序列數據庫建立分類器。

 

Enhanced! 蛋白質建模 ( Protein modeling )

• 預測人類化突變模型 (Predict Humanizing Mutations protocol) 已經改進
  • 使用了一個更大的新殘基頻率數據集。
  • 人類化序列現在顯示了一個'人性'分數以及與查詢序列的身份/相似性。
  • 更容易識別VL/VH界面和Vernier residues的位置。
  • 在殘基替換對齊中已添加了鏈斷點，以匹配查詢序列。
     
• 蛋白質對接和分析協議性能已經得到增強；根據設置不同，速度提高了10-30％，並支持更大的系統。
• 抗體數據庫已經更新，包含了來自2022年7月PDB數據庫發佈的6711個抗體結構。
• 多個蛋白質建模協議，包括準備蛋白質、計算蛋白質游離能和殘基pK、計算突變能量（結合）、計算突變能量（穩定性）以及計算蛋白質配方性能，現在都支持 charmm36 力場。

 

New!  Gaussian加速的分子動力學模擬（GaMD）用於同時進行無約束的增強採樣和自由能計算。

• 一個新的協議，GaMD均衡，配置並運行Gaussian加速的分子動力學均衡，自動參數化所需的增強電位。
• 一個新的協議，GaMD生產，允許您運行並重新啟動Gaussian加速的分子動力學模擬。
• 一個新的協議，估算三維自由能圖，從一組分子動力學軌跡中估算三維自由能圖；它還允許對GaMD模擬進行統計重加權。
• 一個新的協議，測量軌跡特徵，從分子動力學軌跡中測量時間序列特徵（如SASA、RMSD、二面角），以進一步進行分析。
• 一個新的協議，集群構象，基於特徵（如SASA、RMSD、二面角、分子間或分子內殘基接觸和距離等）從模擬軌跡中生成構象狀態。
• 現在可以使用Assign Forcefield和Type Ligands with MATCH（原型）協議更大範圍地對化學空間進行分類，並提供通過基於ESP-fit QM數據訓練的新ML模型分配電荷，以及通過擬合QM數據生成的扭轉參數的選項。

 

Enhanced!  自由能模擬（ Free energy simulations ）

• MSLD Bias Optimization and Production協議已更新，使用基本Lambda動力學引擎（BLaDE3），性能提高了3倍。

 

Enhanced!  PharmaDB協議（ PharmaDB protocols ）

• 新的協議，PharmaDB Filter，根據配體（分子量、HET代碼等）、結合位點（例如，極性位點的百分比等）或RCSB數據庫（例如，出版日期等）的性質，對PharmaDB進行過濾。
• 新的協議，PharmaDB Profiler，將一組配體映射到PharmaDB Filter協議中過濾的藥理作用點，並通過根據藥理作用點進行的並行處理來實現可擴展性。

Enhanced!  各種藥理作用點建模的增強功能 ( Various pharmacophore modeling enhancements )

• PharmaDB根據scPDB 20224發佈進行了更新，現在包含超過37,000個條目。
• Ligand Profiler協議現在將形狀相似性特性添加到輸出的配體中。

 

Enhanced!  小分子協議 ( Small molecules protocols )

• Filter by SMARTS協議現在具有一個新選項，可以通過PAINS（全面測試干擾化合物）亞結構來過濾配體。
• Dock Ligands（GOLD）協議通過減少對接日誌，提高了性能。

 

Enhanced!  客戶端功能增強 ( Client functionality enhancements )

• 軌跡動畫工具欄已增強，現在具有滑動條和幀數識別，以提供更多對播放的控制。

 

PARTNER SCIENCE

• CHARMm：包括學術版本CHARMM c47b15。
• NAMD：提供CPU和GPU版本，版本2.13。
• MODELER：包括學術版本MODELLER 9.246。
• BLAST+：包括BLAST+版本2.11.0。
• GOLD：支持GOLD 2023.1。

 

COMPATIBILITY

Discovery Studio 2023 SP1 is built on BIOVIA Pipeline Pilot 2023 SP1.

 

REFERENCES

1. Marks C., Hummer A. M., Chin M., Deane C. M., Bioinformatics, 2021, 37, 4041–4047.
2. Philips J. C. et al. J. Comp. Chem., 2005, 26, 1781-802.
3. Hayes R. L., Buckner J., Brooks III C. L., J. Chem. Theory Comp., 2021, 17, 6799–6807
4. http://bioinfo-pharma.u-strasbg.fr/scPDB
5. Brooks B. R., Brooks III C. L., Mackerell A. D., Karplus M., et al, J. Comp. Chem., 2009, 30, 1545-1615.
6. Eswar N., Marti-Renom M. A. Webb B., Madhusudhan M. S., Eramian D., Shen M., Pieper U., Sali A., Current Protocols in Bioinformatics, John Wiley & Sons, Inc., 2006, Supplement 15, 5.6.1-5.6.30.

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