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基于CPU和GPU异构的蛋白质分子半柔性对接算法优化

2018-09-10陆旭峰陆振宇梅向东

数据采集与处理 2018年4期
关键词:程序优化结构

陆旭峰 陆振宇 梅向东 孔 韧 常 珊

(1.江苏理工学院电气信息工程学院生物信息与医药工程研究所, 常州,213001; 2.江苏赞奇科技股份有限公司,常州,213022)

引 言

分子对接是用来预测分子之间相互作用和相互识别的模式,而蛋白质分子对接是预测蛋白质受体和蛋白质配体的结合匹配模式[1]。通常,生物学实验是探究分子之间的相互作用的直接手段。但通过实验直接研究蛋白质相互作用并不容易,获得蛋白质复合物晶体的生物实验条件比较严苛,并且实验的成本也非常昂贵,这使理论模拟方法得到了越来越多的重视和应用。分子对接方法在研究分子间相互作用领域有着广泛的应用,可减少单纯实验带来的种种困难,为实验者们提供重要的理论依据。

分子对接主要分为3种,分别是刚性对接(Rigid docking),半柔性对接(Semi flexible docking)和柔性对接(Flexible docking)[2-3]。柔性对接指的是在对接过程中,受体和配体都发生构象的改变,这种对接在于精度上得到了很好的保证,但是随之产生的负面效应是计算量的大幅增加,而刚性对接则恰恰相反。本文主要采用的是半柔性对接,即在保证受体构象不发生变化的情况下,配体的构象发生一定的改变,在计算效率和精度上都能达到相应的要求。

现在被广泛使用的分子对接软件主要有:AutoDock,Molegro Vitual Docker,3D_Dock,DOCK以及FlexX等[4]。其中,3D_Dock程序具有很大的优越性[5],能够快速进行全局对接和复合物结构数据的筛选。但是,随着对接数据量的不断增大以及计算机硬件设备及处理能力的不断更新,传统的3D_Dock程序已经不能胜任目前的情况。……

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