Screen Suite是一个基于配体的高通量虚拟筛选工具包,为大型化合物库的2D和3D相似性检索提供了强大的工具。
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产品介绍

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基于配体的大型化合物库筛选已经成为早期药物研发的重要工具。Screen Suite是一个基于配体的高通量虚拟筛选工具包,为大型化合物库的2D和3D相似性检索提供了强大的工具。Screen提供各种不同的指纹集合,如ChemAxon的化学指纹,药效团指纹,ECFP/FCFP,以及多种差异性基准和基准优化方法,可对筛选过程进行优化调整以获取最佳的命中结果。
Screen Suite可通过购买2D描述符包,Screen2D(包括ChemAxon 化学指纹)和Screen3D来获得。Screen Suite的所有组件可以通过命令行来调用,也可以通过Java或.NET API进行调用,整合到已有的应用程序或者第三方商业应用程序中。


Screen的描述符程序包


灵活的指纹调用

Screen2D 描述符程序包包含了化学结构、药效团、ECFP、FCFP的指纹生成器,可在任意的筛选流程中进行指纹的生成和调试。通过ChemAxon的Chemical Terms脚本语言也可以产生描述符,通过参考单个或者多个基于拓扑结构或者理化性质参数(如油水分布系数,氢键给体/受体或酸性等)的分子属性来生成复合型指纹。

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支持不同应用的多样性指纹

BCUT

BCUT描述符是基于分子连接表的特别的矩阵表达,通过特定的物理和理化原子属性进行了拓展,能够对分子相互作用相关的化合物属性进行编码。
ChemAxon的BCUT描述符对原子电荷、极化度和氢键给体/受体属性进行编码。BCUT描述符广泛用于化合物多样性分析和QSAR应用程序。

化学指纹

化学指纹是基于路径的比特串描述符,包含了分子结构的某些确定的、有限的信息。化学指纹可用于支持数据库的化学结构检索(如子结构检索、全结构检索和相似性检索)。它也可用于化合物库的多样性分析。

药效团指纹

药效团指纹是基于原子的指纹,用于描述化合物结合相关的化学结构和理化性质属性特征。药效团特性包括化合物相互结合作用相关的、被认为对药效团活性有作用的所有结构属性和理化性质属性。
通常被考虑在内的化学属性包括氢键给体/受体,电荷,疏水性和芳香性。指纹的产生基于药效团位点的拓扑空间距离相对排布的简单统计,使指纹具有二维的特性。

ECFP/FCFP

Screen Suite 5.4支持在筛选过程中使用循环指纹。相较于基于路径的指纹,ECFP/FCFP并不适用于子结构检索,但和全结构检索、相似性检索相关。在相似性检索中,循环指纹可以比基于路径的描述符产生更一致的结果。
FCFP让用户可以自由的将任意的物理、理化属性或其他数据加入到指纹中。这些属性的计算可以通过Chemical Terms语言得到支持。

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Screen2D


Screen2D是一个基于配体的高通量虚拟筛选平台,可以使用不同的描述符和多种不同的基准来量化化合物的差异性,从而在大型分子数据库中进行相似性检索。Screen筛选功能也可以通过API、命令行、Pipeline Pilot和KNIME 连接组件来调用,也有部分功能部署在Instant JChem和JChem for Excel桌面应用程序中。

高速

筛选过程十分快速,在一台个人台式机上每秒可以筛选十万个化合物。

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描述符使用的巨大灵活性

Screen的2D描述符程序包包括了很多描述符,例如BCUT,化学指纹和药效团指纹,ECFP/FCFP等。除了FCFP可以通过用户自定义的参数进行拓展,研发人员还可以将任意标量数据集(如理化性质)用作描述符,或者使用企业内部自行生成的指纹。Screen的模块化允许用户使用自定义的、成熟的、经验证的描述符集。

多样化的基准

Screen2D带有一套测量化合物差异性的基准。它支持欧几里得、谷本、特维尔斯基基准以及它们的修改版本,如戴斯基准。Screen2D还支持基准的优化——通过选择合适的训练集,可以显著的提高富集度,给出更小、更集中的命中集。
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Screen3D

除了基于拓扑结构的筛选,Screen筛选套件还包括基于3D形状的相似性检索。Screen3D引入了一种新型的、灵活的匹配技术,相较于之前的3D筛选引擎可以提供更合理的替代命中集。Screen3D也可通过API和命令行来运行。
高速3D形状相似性检索
Screen3D的核心特点是它飞快的速度。目前Screen3D比其他替代方式要快上十倍,除了通过在实际的筛选过程之外引入一个预处理步骤的新的匹配算法。Screen3D在为最先的1%的命中结果提供更好的富集度方面也超过其他的替代软件。Screen3D的可扩展性使它能够适应在大型化合物库中进行检索。
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多种3D筛选策略

Screen3D可用于不同的形状相似性检索。除了完全柔性的匹配,Screen3D可以通过即时产生的构象集,将数据库中的柔性化合物匹配到刚性提问分子(刚性-柔性),或者将数据库中的刚性化合物去匹配刚性提问分子(刚性-刚性)。
Screen3D提供两种3D相似性筛选方式:根据它们抓取分子匹配的不同信息和不同方法,分为形状匹配和结构匹配。形状匹配评估模拟配体结合到蛋白质的一个活性位点的整个分子的形状相似度。结构匹配致力于寻找配体结合中的关键原子而不考虑分子的实际形状。

对2D化学结构进行3D检索

Screen3D不需要输入3D坐标来进行化学结构库的3D形状相似性比较,在只有2D坐标的数据库和提问结构的情况下也可以应用。3D坐标会在筛选过程中自动即时生成。

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命中集的便捷视图

Screen3D可以导出支持MarvinView和MarvinSpace显示的输出文件,将3D形状相似性检索的命中化学结构和相匹配的化合物结构、相似度并列显示。3D匹配还能在MarvinSpace中针对目标化合物的刚性构象来进行——提问结构可以直接与底物或者蛋白质的活性位点进行匹配。


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