オートドック
AutoDockとAutoDock Vina
開発者スクリップス研究所
初回リリース1989 （1989年）
安定版リリース
4.2.6 (AutoDock)、1.2.0 (AutoDock Vina) / 2014 (AutoDock)、2021 (AutoDock Vina) （2014年） （2021年）
書かれたC++、C
オペレーティング·システムLinux、Mac OS X、SGI IRIX、Microsoft Windows
プラットフォーム多くの
入手可能な英語
タイプタンパク質-リガンドドッキング
ライセンスGPL (AutoDock)、Apache ライセンス(AutoDock Vina)
Webサイトautodock .scripps .edu (AutoDock) vina .scripps .edu (AutoDock Vina)

AutoDockは分子モデリングシミュレーションソフトウェアです。特にタンパク質-リガンドドッキングに効果的です。AutoDock 4はGNU General Public Licenseの下で利用可能です。AutoDockは研究コミュニティで最も引用されているドッキングソフトウェアアプリケーションの1つです。 [ 1 ] World Community Gridで運営されているFightAIDS@HomeプロジェクトとOpenPandemics-COVID-19プロジェクトでは、 HIV/AIDSとCOVID-19に対する抗ウイルス薬の探索に使用されています。[ 2 ] 2007年2月、ISI Citation Indexの検索で、主要なAutoDock法を用いた論文が1,100件以上引用されていることが示されました。2009年には、この数は1,200件を超えました。

AutoDock VinaはAutoDockの後継であり、精度とパフォーマンスが大幅に向上しています。[ 3 ] Apacheライセンスの下で利用可能です。

AutoDockとVinaは現在、スクリプス研究所、特にアーサー・J・オルソン博士が率いる計算構造生物学センター（CCSB）によって管理されています。[ 4 ] [ 5 ]

オートドックは広く使用されており、メルク社による最初の臨床的に承認されたHIV-1インテグラーゼ阻害剤の開発に貢献しました。[ 6 ] [ 7 ]

プログラム

AutoDockは2つの主要なプログラムで構成されています: [ 8 ]

  • 標的タンパク質を記述するグリッドのセットにリガンドをドッキングするための AutoDock。
  • これらのグリッドを事前に計算するための AutoGrid。

AutoDockの使用は、HIV1インテグラーゼ阻害剤を含むいくつかの薬剤の発見に貢献しました。[ 6 ] [ 7 ] [ 9 ] [ 10 ]

プラットフォームサポート

AutoDockはLinux、Mac OS X、SGI IRIX、Microsoft Windowsで動作します。[ 11 ] Debian、[ 12 ] [ 13 ] Fedora、[ 14 ] Arch Linuxなど、いくつかのLinuxディストリビューションでパッケージとして利用可能です。[ 15 ]

Microsoft Windows上でネイティブ64ビットモードでアプリケーションをコンパイルすると、ソフトウェアの浮動小数点演算が高速化されます。[ 16 ]

改良版

GPU 用 AutoDock

OpenCLとCUDAを使用した改良された計算ルーチンは、AutoDock Scripps研究チームによって開発されました。[ 17 ]

その結果、CPU 上の元のシリアル AutoDock 4.2 (Solis-Wets) と比較して、最大 4 倍 (クアッドコア CPU) および 56 倍 (GPU) の速度向上が観測されました。

CUDAバージョンはスクリプス研究チームとNvidia [ 9 ] [ 17 ]の共同研究で開発され、OpenCLバージョンはIBM World Community Gridチームの支援を受けてさらに最適化されました。

オートドック・ヴィナ

AutoDockの後継であるAutoDock Vinaは、改良されたローカル検索ルーチンを持ち、マルチコア/マルチCPUコンピュータセットアップを活用しています。[ 3 ]

AutoDock Vinaは、このソフトウェアを使用したいくつかのWorld Community Gridプロジェクトにおいて、64ビットLinuxオペレーティングシステムで大幅に高速に動作することが確認されています。[ 18 ]

AutoDock Vinaは現在バージョン1.2で、2021年7月にリリースされました。[ 19 ] [ 20 ]

サードパーティの改善とツール

オープンソース プロジェクトである AutoDock には、次のようなサードパーティによる改良バージョンがいくつか存在します。

  • AutoDock Vinaによるスコアリングと最小化（smina）は、スコアリング関数の開発とエネルギー最小化のサポートが改善されたAutoDock Vinaのフォークです。[ 21 ]
  • オフターゲットパイプラインは、AutoDockをより大きなプロジェクトに統合することを可能にする。[ 22 ]
  • コンセンサススコアリングツールキットは、複数のスコアリング関数とコンセンサススコアリング方程式のキャリブレーションを使用してAutoDock Vinaポーズの再スコアリングを提供します。[ 23 ]
  • VSLABはVMDから直接AutoDockを使用できるようにするVMDプラグインです。 [ 24 ]
  • PyRxは、AutoDockを用いた仮想スクリーニングを実行するための優れたGUIを提供しています。PyRxにはドッキングウィザードが含まれており、これを使用してクラウドまたはHPCクラスターでAutoDock Vinaを実行できます。[ 25 ]
  • POAPは、リガンドの準備からドッキング後の分析までの仮想スクリーニングのためのAutoDockを自動化するシェルスクリプトベースのツールです。[ 26 ]
  • VirtualFlowは、AutoDock Vinaベースのドッキングプログラムを使用してコンピュータクラスターとクラウド上で超大規模な仮想スクリーニングを実行することを可能にし、数十億の化合物を日常的にスクリーニングすることを可能にします。[ 27 ]

FPGAアクセラレーション

一般的なプログラマブルチップ、具体的にはOMIXONの実験製品をコプロセッサとして使用した場合、[ 28 ]速度向上は標準的なIntel Dual Core 2GHz CPUの10倍から100倍の範囲でした。[ 29 ]

参照

参考文献

  1. ^ Sousa SF, Fernandes PA, Ramos MJ (2006年10月). 「タンパク質-リガンドドッキング：現状と今後の課題」. Proteins . 65 (1): 15– 26. doi : 10.1002/prot.21082 . PMID  16862531. S2CID  21569704 .
  2. ^ 「パンデミックをその場で阻止したい」 IBM 2020年4月1日2020年4月4日閲覧。
  3. ^ a b Trott O, Olson AJ (2010年1月). 「AutoDock Vina：新しいスコアリング関数、効率的な最適化、マルチスレッド化によるドッキング速度と精度の向上」 . Journal of Computational Chemistry . 31 (2): 455–61 . doi : 10.1002/jcc.21334 . PMC 3041641. PMID 19499576 .  
  4. ^ 「計算構造生物学センター」 .計算構造生物学センター. 2020年5月15日. 2020年5月15日閲覧。
  5. ^ 「アーサー・オルソン | スクリプス・リサーチ」www.scripps.edu . 2019年5月22日閲覧。
  6. ^ a b Goodsell DS, Sanner MF, Olson AJ, Forli S (2020年8月). 「AutoDockスイート30周年」 . Protein Science . 30 (1): 31– 43. doi : 10.1002/ pro.3934 . PMC 7737764. PMID 32808340 .  
  7. ^ a b Schames JR, Henchman RH, Siegel JS, Sotriffer CA, Ni H, McCammon JA (2004年4月). 「HIVインテグラーゼにおける新規結合溝の発見」. Journal of Medicinal Chemistry . 47 (8): 1879–81 . doi : 10.1021/jm0341913 . PMID 15055986 . 
  8. ^ Park H, Lee J, Lee S (2006年11月). 「バーチャルスクリーニングのための新しいドッキングツールとしての自動AutoDockの批判的評価」. Proteins . 65 ( 3): 549–54 . doi : 10.1002/prot.21183 . PMID 16988956. S2CID 28351121 .  
  9. ^ a b Gupta G (2020年5月26日). 「時間との戦い、10億分子の中からCOVIDキラーを探せ」 . Nvidia . 2020年6月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2020年9月26日閲覧。
  10. ^ 「分子の動き：コンピューターシミュレーションがタンパク質構造のより深い理解につながる」 www.nsf.gov 2005年7月29日 2019年5月22日閲覧。
  11. ^ "AutoDock — AutoDock" . autodock.scripps.edu . 2019年5月22日閲覧。
  12. ^ 「Debian Package Tracker - autodocksuite」 . tracker.debian.org . 2019年5月22日閲覧。
  13. ^ 「Debian Package Tracker - autodock-vina」 . tracker.debian.org . 2019年5月22日閲覧。
  14. ^ 「パッケージ autodocksuite」 . apps.fedoraproject.org . 2020年1月1日時点のオリジナルよりアーカイブ。2019年5月22日閲覧。
  15. ^ "AUR (en) - autodock-vina" . aur.archlinux.org 。2019年5月22日に取得。
  16. ^ 「AutoDockをネイティブ64ビットWindowsアプリケーションとしてコンパイルする方法 — AutoDock」autodock.scripps.edu . 2019年5月22日閲覧。
  17. ^ a b GitHub - ccsb-scripps/AutoDock-GPU: OpenCLを使用したGPU向けAutoDock。 , Center for Computational Structural Biology, 2019-08-23 , 2019-09-15取得
  18. ^ 「Windows 10 または Linux」 . World Community Grid . 2019年10月31日. 2020年4月4日閲覧。
  19. ^ ccsb-scripps/AutoDock-Vina、計算構造生物学センター、2021年7月20日、 2021年7月20日取得
  20. ^ Eberhardt, Jerome; Santos-Martins, Diogo; Tillack, Andreas F.; Forli, Stefano (2021-07-19). 「AutoDock Vina 1.2.0：新しいドッキング手法、拡張された力場、そしてPythonバインディング」 . Journal of Chemical Information and Modeling . 61 (8): 3891– 3898. doi : 10.1021/acs.jcim.1c00203 . ISSN 1549-9596 . PMC 10683950. PMID 34278794 .   
  21. ^ "smina" . SourceForge . 2019年9月15日閲覧。
  22. ^ 「オフターゲットパイプライン」 . sites.google.com . 2019年5月22日閲覧。
  23. ^ 「コンセンサススコアリングツールキット | タンパク質リガンドドッキングのためのコンセンサススコアリング最適化」 。 2019年5月22日閲覧。
  24. ^ 「ドッキングとバーチャルスクリーニングを可能な限りシンプルに…」www.fc.up.pt . 2019年5月22日閲覧。
  25. ^ 「PyRx ウェブサイトへようこそ」。
  26. ^ Samdani A, Vetrivel U (2018年6月). 「POAP: Open BabelとAutoDockスイートのGNU並列ベースマルチスレッドパイプラインによる高スループット仮想スクリーニングの高速化」.計算生物学・化学. 74 : 39– 48. doi : 10.1016/j.compbiolchem.2018.02.012 . PMID 29533817. S2CID 3849603 .  
  27. ^ Gorgulla C, Boeszoermenyi A, Wang ZF, Fischer PD, Coote PW, Padmanabha Das KM, 他 (2020年4月). 「オープンソースの創薬プラットフォームが超大型仮想スクリーンを実現する」. Nature . 580 ( 7805): 663– 668. Bibcode : 2020Natur.580..663G . doi : 10.1038/s41586-020-2117-z . PMC 8352709. PMID 32152607. S2CID 212653203 .   
  28. ^ “Omixon - Products - Docking” . 2010年3月5日. 2010年3月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2019年5月22日閲覧。
  29. ^ Pechan I. AutoDock 分子ドッキング ソフトウェアの FPGA ベースの高速化。 BME MDA、Műegyetem Digitális Archivuma。ISBN 9783981375411. 2019年5月22日閲覧。
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