当前位置: 首页>新闻动态>学术专题

学术专题

药物设计的强大助手—深圳超算药物开发平台

2018-07-05

国家超级计算深圳中心依托超级计算机强大的计算能力和丰富的研究经验整体部署的药物开发平台。依托这个辅助药物设计的科技创新平台,用户可以完成靶点的探寻,新药筛选,先导物及试验优化,药理毒理等研究工作。该平台已成为深圳乃至全国医药创制服务能力最强,影响最大,研究工具最完善的公共服务性平台。

深圳超算药物平台基本应用思路

前端服务器:WWW服务器和数据库单独设置在一台前端服务器上面,以提供更加流畅的用户界面服务能力,增加吞吐能力。这台前端的服务器将成为终端用户和后台计算服务器的中间桥梁。

后台服务器:后台的计算服务器群组则可以根据功能模块的多少,计算资源的多少来灵活的分配和扩展。

深圳超算药物平台系统基本架构

1、在线药物设计平台的系统运行环境

本在线药物设计平台基于Linux操作系统开发的,可以支持基于Linux核心的各类32/64位操作系统,如Redhat RHEL系列操作系统,Cent OS系列操作系统,SuSe系列操作系统。同时完美支持以此系统搭建的集群操作系统。平台中可以集成各类常用的分子模拟软件,如TriposSybyl软件,量子化学软件高斯等等,只要提供Linux版本即可进行调用。本平台还可以支持各类Linux系统下主流的数据库软件进行各类信息的存储,如MySQL数据库,这是Linux系统下使用非常广泛的一种数据库软件。

2、在线药物设计平台与计算机集群的无缝对接

本在线药物设计平台通过命令行的方式间接调用各类集群的任务调度系统,如OpenPBSSGELSF platform等,对其使用的管理命令接口进行适配,从而管理集群上面的各种作业,这样能够不对用户已有的集群进行任何修改,即能无缝对接直接使用。对于不同客户的实际运行环境,只需要进行具体细节的一些定制和设置,即可投入使用。用户如果想新建一个小规模的集群作为独立资源专项使用,只需要使用支持列表中的任务调度系统即可,如LSF platform调度系统,则一样可以得到支持。

3、在线药物设计平台的体系架构

本在线药物设计平台的前台后台用户界面基于Apache Tomcat服务器,JSP动态脚本语言和MySQL数据库开发而成,架构为B/S形式,用户界面都是基于浏览器呈现的,代码标准符合HTMLJavaScriptCSS的最新国际标准要求。针对各种操作系统和同种浏览器的历史版本做了适配性处理,使得无论WindowsInternet Explorer,还是Google ChromeFirefox火狐浏览器,Applesafari浏览器等主流的浏览器均能获得一致的用户界面效果,具有良好的跨平台和跨浏览器兼容性。

深圳超算药物平台主要功能

用户进入到平台界面后,根据权限及购买的资源可选择不同的子平台功能进行作业提交。

目前系统支持以下几类计算作业:

1)高斯量子化学计算作业

2SYBYL surflex-dock分子对接作业

3ACD/Labs药物设计软件

4)基于用户自定义脚本的作业

用户可以到各自的模块界面下,参照图形界面的提示信息来提供所需的输入文件,指定必要的软件参数,然后方便地提交计算作业。

深圳超算药物平台模块典型应用介绍

1.SYBYL分子对接

大量化合物数据库的筛选是一项昂贵费时的任务。计算高通量筛选可以增加筛选数据集中合适化合物的占有率并且能降低先导物发现的成本。

有两个方面决定对接方法质量:对接精度和筛选富集率。

对接精度评价准确识别配体与靶标蛋白真实作用机制的可能性。

筛选富集率评价对接方法对随机筛选在真实作用配体识别上的相对改善程度。

Surflex-Dock整合最先进的速度、准确度和可用性为高通量虚拟筛选提供独一无二的阳性富集率。它采用一个随着阴性训练集化合物的增加不断升级和参数化的经验打分函数和一个依赖基于表面的分子相似性方法的搜索引擎。该对接搜索引擎已成为专利技术。

2.ACD/Labs成药性评价

ACD/Labs是一家将化学结构与分析化学信息进行有效结合、进而产生全面的分析化学管理系统的化学软件公司。其主要功能包括未知化学物质结构解析、谱图预测和解释、分析数据处理与管理、理化性质和药物代谢毒性预测、色谱分离、医药化学、新药试剂合成、化学系统命名、以及化学专利和论文的发表。

药物开发平台的诞生,使得药物设计更加符合人类的需求,有利于进一步发展整合药理学研究新方法和技术,完善研究体系,是医学领域以及科技领域的重大创新。作为国家重要科技单位,深圳超算会全力以赴打好每一个领域的脑力之战,发动科技创新的强大引擎,让国家向着世界科技强国不断前进,向着人类更加美好的未来不断前进!

后续更多精彩,敬请关注!