AutoDock
概况
Autodock是一款开源的分子对接软件,最主要应用于执行配体—蛋白分子对接。它由Scripps研究所的Olson实验室开发与维护,另外,其用户图形化界面(GUI)工具为AutoDockTools(ADT),其第二代产品为AutoDock Vina。
主要功能
AutoDock包含但不局限于以下应用:X-射线晶体学、基于结构的药物设计、先导化合物优化、虚拟筛选、组合库设计、蛋白—蛋白对接、化学机制研究。
AutoDock软件由 AutoGrid 和 AutoDock两个程序组成。其中 AutoGrid 主要负责格点中相关能量的计算,而 AutoDock 则负责构象搜索及评价。
AutoDock 在早期版本中使用的是模拟退火算法(Simulated Annealing Algorithm)来寻找配体与受体最佳的结合位置状态,而从 3.0 版本开始使用一种改良的遗传算法,即拉马克遗传算法(Lamarckian Genetic Algorithm,LGA)。测试结果表明,LGA 比传统的遗传算法和模拟退火具有更高的效率。在 LGA 方法中,作者把遗传算法和局部搜索(Local search)结合在一起,遗传算法用于全局搜索,而局部搜索用于能量优化。LGA 算法引入了拉马克的遗传理论。
同时在AutoDock中配体和受体之间结合能力采用能量匹配来评价。在1.0和2.0版本中,能量匹配得分采用简单的基于AMBER力场的非键相互作用能。非键相互作用来自于三部分的贡献:范德华相互作用,氢键相互作用以及静电相互作用。而在3.0之后的版本中AutoDock提供了半经验的自由能计算方法来评价受体和配体之间的能量匹配。为了加快计算速度,AutoDock 采用格点对接的方法,但与 DOCK中格点对接的处理方法有明显的区别。DOCK 中,格点上保存的不是能量,而是仅与受体有关的特征量。而在 AutoDock 中,格点上保存的是探针原子和受体之间的相互作用能。
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