药物分子对接中应用网格的研究与进展_郭权.pdf

第41卷第12期计算机研究与发展Vol141,No112
2004年12月JOURNALOFCOMPUTERRESEARCHANDDEVELOPMENTDec12004

药物分子对接中应用网格的研究与进展

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郭权王希诚李纯莲
1(大连理工大学电子与信息工程学院计算机科学与工程系大连116023)
2(大连理工大学工业设备结构分析国家重点实验室大连116023)
(guoquan@student1dlut1edu1cn)

摘要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1将网格技
术应用于药物分子对接中,能有效地解决上述问题1首先对分子对接理论做了简单介绍;然后,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,有效利用了网格结点资源,并降低了药物分子的对接时间;最后的实
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1

关键词分子对接;配体;受体;网格

中图法分类号TP391175

ResearchandDevelopmentofMoleculeDockingDesignBasedonGrid

GUOQuan1,WANGXi2Cheng2,andLIChun2Lian1
1(DepartmentofComputerScienceandEngineering,SchoolofElectricity&InformationEngineering,DalianUniversityof
Technology,Dalian116023)
2(StateKeyLaboratoryofStructuralAnalysisforIndustrialEquipment,DalianUniversityofTechnology,Dalian116023)

AbstractRigidconditionsrelatedtocomputingenvironmentarerequiredbydrugmoleculardockingde2
sign,whichcanbesatisfiedthroughcombiningitwiththetechniquesofgrid1Inthispaper,thebasictheo2
ryofdrugmoleculardockingdesignisfirstbrieflydescribed,andthentwocorrelativegridtechniquesare
introduced,throughwhich,thedockingtimeisreducedandthegridresourcesareusedmoreefficiently1
Theresultsofexampletestshowthatthecombinationofdrugmoleculardockingdesignandgridtechniques
isefficientandreasonable1

Keywordsmoleculedocking;ligand;receptor;grid

已经有将网格技术应用于药物开发的先例了,
1引言例如IBM等动用网格计算技术开发天花治疗药
物[1],D2OL网格计算项目[2]进行抗SARS药物筛
随着X射线衍射以及核磁共振等技术的发展,选等1但上述研究主要针对如何利用大量异地PC
越来越多的生物大分子的三维结构被测定出来,计机的闲散资源,即通过计算结点数量上的增加来加
算机辅助药物设计呈现出了突飞猛进之势,药物分快药物的开发过程1本文的不同之处主要在于:更
子对接是其中的重要环节1然而,分子对接所涉及具有针对性地将网格技术应用于药物分子对接过程
的搜索空间非常巨大,即便对柔性小分子,粗略估计中;在现有网格资源的基础上,使分子对接任务能够
其搜索空间也至少含1030个解,需要耗费大量的时自主地、动态地向相对较小的时间段内的资源较优
间,并且对计算环境也有较高的要求1将网格技术者聚集1
应用于药物分子对接中,能很好地解决上述问题1针对配体分子库往往是标准库的特点,我们首

收稿日期:2004-09-21
基金项目:国家“九七三”重点基础研究发展规划基金项目(G1999032805);国家自然科学基金项目(10272030)
12期郭权等:药物分子对接中应用网格的研究与进展2055

先对数据传输进行了优化,使有效的时间更多地用其中,Tb1,⋯,Tbn是柔性配体中可旋转键的旋转

于实际的分子对接计算上1在任务调度方面,根据角,n为可旋转键数目;Tx,Ty,Tz,Rx,Ry,Rz
各结点的当前处理能力,动态地进行任务分配,有效是配体中某一刚性子结构的中心坐标及旋转角,用
利用了各网格结点的资源,并降低了药物分子的对