新药研发网格中药物分子的对接方法

建立药物分子优化的粗略和精细对接模型,通过最小化分子间的相互作用得到最优的药物分子取向和构型.粗略对接只考虑配体的柔性信息,将配体小分子的运动处理为平移、转动和柔性键旋转3部分,而受体为刚性;精细对接则是在粗略对接模型中引入残基基团的概念,将蛋白质受体划分成若干个残基基团,通过这些残基基团的运动近似表征整个蛋白质的柔性.一个自适应的遗传算法被用于求解上述优化模型,该算法采用多种群遗传策略、信息熵控制的空间减缩搜索技术以及拟精确罚函数方法,能够快速而稳定地逼近最优解.将基于上述模型的粗略对接程序AGAsDock和精细对接程序FlexGAsDock用于新药研发网格,测试结果表明:这些程序能够有效地用于药物分子设计,并具有较高的网格计算效率.     

药物分子对接网格研究与进展

药物分子对接所涉及的搜索空间非常巨大,需要耗费大量的时间,并且对计算环境也有较高的要求．将网格技术应用于药物分子对接中,能有效解决上述问题．通过应用改进的遗传算法多种群竞争机制的对接演化模型GADock,以信息熵控制设计空间的收缩,增强了进化的有效性,显著地提高了对接效率、利用网格数据传输和网格任务调度等网格技术对分子对接过程进行了优化,有效利用了网格节点资源,并降低了药物分子的对接时间．实例测试表明了药物分子对接与网格技术相结合的合理性及有效性．     

一种采用知识打分函数的分子对接方法

分子对接是计算机辅助药物分子优化设计的重要组成部分.引入了一种通过计算原子对间距离来评价结合自由能的知识打分函数,其构造方法与平均力势能函数相似.同时采用基于信息熵的多种群自适应遗传算法,形成一种新型的分子对接程序KGAsDock.给出与著名的分子对接程序DOCK6.1的对接结果比较,数值实验表明,该算法在不降低计算效率的前提下,提高了对接的精度.     

推广的模拟退火算法在分子对接中的应用

把推广的模拟退火算法应用于两个分子的刚性对接的能量全局极小化,由于转动自由度和平动自由度的不同物理本质,我们对平均度量和转动变量采用了不同的访问分布。改进的算法对多个对接模型的计算取得了较满意的结果。     

基于预测模型优化的药物分子对接网格

将网格技术应用于药物分子对接中,能有效解决药物分子对接中所涉及的搜索空间巨大、时间耗费长、对计算环境要求高等问题.通过应用改进的遗传算法多种群竞争机制的对接演化模型GAsDock,以信息熵控制设计空间的收缩,增强了进化的目的性,显著地提高了对接效率.然后,利用线性、指数平滑和离散马尔可夫3种预测模型,并结合加权系数法,...     

基于蚁群算法骨性关节炎中药分子的分子对接研究

对治疗骨性关节炎的中药分子进行计算机分子对接研究,并对实验结果进行分析.对接过程中使用DOCK的评分函数进行能量计算,用蚁群算法改进对接的构象搜索过程并用均匀设计法确定蚁群算法的合适实验参数.实验数据来源于治疗骨性关节炎中药中的药物分子,选择5个分子与相应的靶标分子进行对接,实验结果与改进前使用单纯形方法的结果进行对比,时间及精度性能指标上都有所改善,显示蚁群算法用于优化对接过程中的构象搜索是有效的.     

改进的随机聚点搜索算法及其在分子对接问题中的应用

提出改进的随机聚点搜索算法,设计了新的接受几率并采取了算法加速措施,对分子对接问题进行了计算检验。结果表明,改进后的算法计算速度和搜索效率都明显优于Ｓｔａｎｔｏｎ等人提出的方法。     

一种精细药物分子对接模型和优化方法

首先阐述了分子对接设计的基本原理,然后在蛋白质受体中引入关键残基的概念,建立了一个新的柔性分子对接模型．以配体的中心坐标以及它和受体关键残基的旋转键角为设计变量,以设计变量的尺寸为约束,通过最小化分子间相互作用能得到分子的最优取向和构象．一个自适应的遗传算法被用于求解上述优化模型,该算法采用多种群遗传策略、信息熵控制的空间减缩搜索技术以及拟精确罚函数方法,较好地平衡了效率与精度之间的关系,从而能够快速而稳定地逼近最优解．在此基础上,发展了新的精细分子对接程序,该程序可以进行受体与配体的柔性对接．药物分子对接实例证明,本文发展的精细药物分子对接算法和程序能够有效地用于药物分子设计．     

基于粒子群算法的骨性关节炎药物分子对接方法应用研究

通过改进分子对接软件AutoDock的构象搜索算法对治疗骨性关节炎的中药分子进行对接研究.简要分析分子对接方法的基本原理,建立分子对接数学模型,介绍AutoDock半经验结合自由能评分函数;将粒子群算法与自适应局部搜索策略相结合改进了分子对接构象搜索过程;以福建中医大学提供的治疗骨性关节炎的中药分子实验数据为基础,完成了此算法与拉马克遗传算法、遗传算法以及本课题组使用的蚁群算法在最低能量值、对接精度以及对接耗时上的比较实验.实验结果验证了粒子群算法应用在对接构象搜索上的有效性.     

一个基于量子群的分子对接药物设计算法

量子群作为经典李群、李代数的基本对称概念的推广,有着丰富的代数、几何及物理性质.本文基于量子群的基本理论,结合药物分子设计中的分子对接问题,在李群机器学习的基础上提出了一个基于量子群的分子对接药物设计方法,从而进一步丰富了李群机器学习理论.本文首先建立了基于量子群的分子对接模型,并设计了基于量子群生成元的分子匹配算法,运用此算法对小分子数据库中的分子进行对接,并将试验结果与Autodock4.0、分子动力学算法的对接时间和精度进行比较和分析.实例测试表明了量子群的理论与药物分子对接相结合的合理性及有效性.     

新型水下自重构机器人水下机电对接技术

研究了一种应用于水下自重构机器人的新型水下湿式机电对接技术.采用多卡爪机械锁紧机构和充油密封方式,实现了水下可靠的机械与电气连接;利用机器人逆运动学方法实现关节的协调控制,进行对接过程末端模块的轨迹规划;利用对光电引导传感器组信号的优化来辅助水下对接;成功研制了该水下连接装置和基于该装置的水下自重构机器人样机.通过在样机上的实际应用,验证了该技术的有效性.     

基于多代理的负载均衡算法在新药研发网格中的应用

设计了利用因特网上多个集群的空闲资源来处理生物医学领域数据密集型计算的新药研发网格（DDG）。采用兼备网格和对等网络双重特点的混合资源管理系统架构,解决了传统的主从结构无法避免的单点失效、性能瓶颈等问题。系统使用基于多代理协同计算的负载均衡算法,根据计算结点的实时工作负载状态进行资源的管理和调度,蛋白质分子对接实验验证了设计的有效性,系统可以保持良好的负载均衡状态,同时可以大幅缩短药物筛选周期。     

一种基于圆特征的单目视觉位姿测量算法的改进

文章改进了针对圆特征的单目视觉测量算法,加入激光测距仪信息,解决了2组解的判定问题;当空间圆半径未知时,基于一幅图像就可以测量出圆的全部位姿信息,与原算法需要控制相机运动,拍摄2幅图像计算相比,更加方便和快捷;建立了具体的计算模型,进行了数值仿真,仿真实验结果表明,改进算法是有效的,可以用于机器人定位、空间交会对接和捕获等方面.     

基于改进的克隆选择算法的分子对接设计与实现

详述了分子对接方法的基本原理,讨论分子对接过程中两个要素:评分函数和构象搜索算法.利用经验结合自由能的评价函数,对分子对接软件Auto Dock原有模型进行了改进.通过对评分函数的改进,用改进的克隆选择算法作为分子对接过程中的构象搜索算法.经实验效果对比,此方法寻优能力较好.     

DDGrid： a grid computing system for drug discovery and design

0IntroductionCurrently,most applicationsinthe field of drug dis-covery and design are running on high throughput clus-ters.Utilizing these clusters,scientists can run theircompute-intensive and data-intensive applications such asmolecular docking and quantum mechanics in parallelmode and get results efficiently.However,with more ap-plications submitted to a cluster,the workload becomesmuch heavier and the efficiency becomes much lower.Acommon solutionisto upgrade the computing power of theclus…     

氮杂茋衍生物靶向虚拟筛选研究

为寻求新的具有强生理活性的茋类化合物,设计了237个全新结构的氮杂茋小分子.基于靶标虚拟筛选平台TarFisDock,针对病毒类靶标作广泛筛选,所设计化合物均集中结合于HIV蛋白酶的活性位点,这一结果已经为HIV蛋白酶正向对接所证实.通过统计所设计分子的体积、脂水分配系数、小分子-蛋白问氢键,归纳出分子的理化性质与对接结果中结合能量的关系,并考察了分子结构对能量得分的影响.筛选结果提示HIV蛋白酶可能是氮杂茋衍生物抑制HIV的高活性靶标.     

一种考虑蛋白质柔性的分子对接方法

分子对接是计算机辅助药物分子优化设计中的一种重要方法,为此建立了基于诱导契合的分子对接优化模型.模型中引入残基基团的概念,将蛋白质划分成若干个残基基团,通过这些残基基团的运动近似表征整个蛋白质的运动情况,并将配体小分子的运动处理为平移、转动和柔性键旋转三部分分量.设计了一个将k-均值聚类和遗传算法相结合的快速迭代格式,并采用多种群遗传策略和信息熵控制的空间减缩搜索技术加速了分子对接设计中的遗传演化进程.在此基础上,开发了一种考虑蛋白质柔性的对接程序FkxGAsDock.数值试验表明,该程序较好地平衡了效率与精度之间的关系,取得了满意的对接结果.