分子ソフト&インフォマティクス
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分子モデリング・
シミュレーションソフトウェア
Discovery Studio

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創薬研究とは多目的最適化にほかなりません。研究者は生化学的有効性と、ADME や毒性といった特性の両方について最適化を行わなければなりません。Discovery Studio の最新リリースでは、業界をリードするバイオ向けシミュレーションツールに新たなサイエンスが導入された他、低分子デザインのための高度な機能にもさらなる強化が行われています。Accelrys Enterprise Platform (AEP) テクノロジーを基盤としたAccelrys DiscoveryStudio は、ライフサイエンス研究分野において最も包括的かつコラボレーション型のプラットフォームとして独自の地位を築いています。


Clientの機能強化

  • 架橋環におけるキラリティの認識が向上しました。
  • 分子をDAE形式で保存できるようになりました。
    • COLLAborative Design Activity(COLLADA)フォーマット
    • 3次元コンピュータグラフィクスアプリケーション間の交換用フォーマット
    • Xmlファイルであり、.dae拡張子を用いる
    • 3Dプリンターに出力可能
  • Non-bonded Interaction表示の設定が保存されるようになりました。
    • 各相互作用の表示/非表示の設定が自動的に保存されます
    • Criteriaの設定は保存されません

Protein Modelingの機能強化

Model Full Lenght Antibodyプロトコルの機能強化

  • ホモロジーモデリングを始める前に、Fab構造を完全長テンプレートに移植(graft)できるようになりました。これによって、より良い構造を元にモデリングする事が可能となります。
  • 完全長二重特異性(bispecific)抗体のモデリングが可能になりました。
    • 其々にテンプレートを設定するか、あるいは事前に構築したFabモデルを適用
Model Full Lenght Antibodyプロトコルの機能強化

Antibody Modeling Cascadeの機能強化

  • 構築したFab構造を完全長テンプレートに移植する事により、ターゲット配列に対する完全長抗体モデル構造を素早く構築できるようになりました。
  • レポートに"View Results"ボタンが追加され、全ての予測構造が同じwindowに表示されるようになりました。
    • 最初の構造が表示されており、他は非表示
    • 完全長テンプレートへのFabモデルの移植オプションを用いている場合、レポートにはFabと移植された構造の両カラムが出力され、View Resultsボタンを押すと移植された構造が表示されます

Loop Refinementの機能強化

  • Loop Refinementプロトコルが、より精確にループ構造を推定できる改善されたLooperアルゴリズムを採用し、さらに平行計算可能になりました。
  • 二つのモードが選択可能です。
    • Fast Mode:旧Looperと同様
    • Precision mode:主鎖φ/ψ angleのサンプリングを強化
  • 距離の閾値と構造の類似性を基にした新たなフィルターが加えられました。
  • スコア関数に、主鎖エントロピー項が加わりました。

抗体モデリング用のコンポーネント

  • 抗体用カスタムプロトコルを作成したいとの要望が多く寄せられていました。
    • 例えば、一連の配列に対して抗体のFvあるいはFabモデルを作成し、Developability Indexを計算する
  • しかしながら、Antibody Modeling Cascade(AMC)プロトコルは様々なグローバル変数を持つ多くのコンポーネントから成っていたため、この作業は困難でした。
  • 3つの新たなコンポーネントが作成されました。
    • AMCおよびModel Full Length Antibodyプロトコルは、これらの新規コンポーネントを用いて書き換えられました
抗体モデリング用のコンポーネント

その他

  • ScriptメニューにSequencesサブメニューが追加され、異なるスキームでのCDRの色付けができるようになりました。

Forcefieldの機能強化

  • Assign Forcefieldプロトコルを用いて分子にCharmm36力場をアサインする場合に、Charmm力場のRTFファイルによるパッチ法が使われるようになりました。
    • ユーザーが定義したテンプレートやパッチファイルも同様に扱われます
    • この変更により、improper torsionやアミノ酸のCMAP項等を含む力場パラメタが、より正確にアサインされるようになります
  • Charmm36力場が最近のリリースに更新されました。
    • 2016年2月バージョン

Receptor-Ligand Interactionの機能強化

  • Analyze Ligand PosesプロトコルにCalculate Solvent Accessibilityパラメタが追加され、SASAや、その結合による変化を計算できるようになりました。
  • Dock Ligands(GOLD)プロトコルのデフォルトの設定が更新され、CCDCのGOLDと同じデフォルトパラメタにより近くなりました。
  • Minimize Ligandsプロトコルにおいて、各リガンドの初期および最終構造におけるRMSgradientが新たに出力されるようになりました。
  • Prepare Ligandsプロトコルに新たなオプションが追加され、可能な限り入力座標を維持できるようになりました。
  • 新たなプロトコルGenerate Analog Conformationsが追加され、受容体中でリード化合物に対する一連の誘導体の結合構造を発生できるようになりました。
  • リード最適化のためのいくつかのプロトコルがプロトタイプとして加わ り、相対的な結合自由エネルギー【差】を計算できるようになりました。
    • Set Up Relative FEP Calculation
    • Free Energy Perturbation(NAMD)
    • Analyze FEP Results

他のアプリとの互換性

  • Discovery Studio 2017 R2は、以下のアプリと互換性があります。
    • Pipeline Pilot 2017 R2
    • GOLD 5.5
    • MODELER 9.17
    • NAMD 2.10
    • CHARMm 41b1

Databaseの更新

  • Antibody databaseは、2016年8月30日時点のPDBを基に作成されています。
  • BLAST database(PDB_nr95,PDB,SwissProt,UniRef90)も2016年8月30日時点のデータを反映しています。
    ※今回NR BLAST databaseは更新されていません。

新機能

低分子の創出

  • In situリガンドMM-GBSAスコアリング
  • 自由エネルギー摂動法(FEP)を用いたリガンド結合エネルギーの計算

合理的な抗体設計

  • 完全長二重特異性抗体モデルの作成
  • 完全長テンプレートへのFabモデルの接合
  • Antibody Modeling Cascadeプロトコルで完全長構造の接合をサポート
  • De Novoループ予測を強化

力場

  • CHARMMのパッチ修飾法を完全にサポート
  • Improper torsionの定義をカスタマイズ可能

全般

  • 分子モデルの3Dプリント用エクスポート・ファイルの生成
  • 抗体ワークフロー・コンポーネントの強化によりカスタム・ワークフローの作成に対応

機能強化

全般

  • 外部ウェブ・サービスにHTTPSを使用するようになりました。これは、米国連邦政府の通達により、2016年末までに、一般公開されている連邦政府のウェブ・サイトおよびウェブ・サービスではすべて安全性の高いHTTPS接続のみを使用する様に定められた事を受けたものです。
  • リガンドやタンパク質の構造を取得するProtein Data BankのURLが更新されました。

ジョブの処理

  • ユーザーが有効なDS CatSBPライセンスを所有していない場合、プロトコルの実行がエラーで終了するのではなく、ライセンス・エラーが報告されるようになりました。
  • Discovery Studioから並列ジョブを停止した場合に発生する問題が修正されました。

シミュレーション

  • CHARMMのパッチで残基情報を記載できるようになりました。Assign Forcefieldプロトコルを使用してcharmm36力場の原子タイプがアサインされた分子に対して、charmm力場のRTFファイルで提供される本手法が使用されます。
  • charmm36テンプレートを利用した場合にimproper torsionの扱い方に一貫性がなくなる問題が修正されました。

高分子

  • Antibody Modeling Cascadeプロトコルが更新され、すべての構造を1つのウィンドウに読み込めるようになりました。
  • 溶媒露出度を計算する際に使用されるパラメータを変更できるようになりました。
  • Identify Framework Templateプロトコルのレポートからすべてのテンプレートをダウンロードできるようになりました。

構造ベースの設計

  • Analyze Ligand Posesプロトコルにおいて、SASAと埋没度に関する詳細が出力されになりました。
  • Prepare Ligandsプロトコルに「preserve 3D」オプションが追加され、立体構造を保るようになりました。
  • 非結合相互作用表示に関する設定を[Interaction Options]に保存できるようになりました。
  • [View Interactions]ツール・パネルでドッキングの結果を確認するときに、タンパク質表面の表示ロックのオン/オフを切り替えられるようになりました。
  • GOLDプロトコルのデフォルトのパラメータが、CCDC GOLDのデフォルトのパラメータと同一になりました。

QSAR

  • GFAモデルでF統計量がスコアとして使用されている場合、それがレポートされるようになりました。
  • Toxicity Prediction(Extensible)毒性モデルに関するQMRFレポートが公開されました。

ドキュメント

  • 非結合相互作用のセクションに、sp HBondドナーに関するドキュメントが追加されました。
  • Export Conformationsツールで、大規模な溶媒和系を含んだトラジェクトリのdsvファイルをエクスポートする場合に発生するエラーが修正されました。
  • harmonic constantの定数の単位がドキュメントに追加されました。

License Pack

  • License PackがFlexNetライブラリの最新バージョンを用いるように更新され、eth0以外のNICアドレスを使用できるようになりました。
  • License PackがFlexNetライブラリの最新バージョンを用いるように更新され、これまで発生していた問題が多数修正されました。
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