南京郵電大學吳建盛獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉南京郵電大學申請的專利一種基于GPU的快速分子對接方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN117198431B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-29發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202311107665.8,技術領域涉及:G16C20/90;該發明授權一種基于GPU的快速分子對接方法是由吳建盛;王晨宇;丁季;唐詩迪;張豪設計研發完成,并于2023-08-30向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于GPU的快速分子對接方法在說明書摘要公布了:本發明提供了一種基于GPU的快速分子對接方法,目的是進一步提升QuickVina2?GPU方法的對接精度和速度。在提升對接精度上,利用Gypsum?DL方法對輸入的小分子結構進行優化;利用交叉對接方法選擇最佳的受體結構;利用Coach?D方法優化受體的對接口袋。在提升對接速度上,利用全局網格緩存實現QuickVina2?GPU的分子間能量計算加速。本發明在小分子庫的準備上,彌補了Openbabel對小分子電荷處理的不足,選擇出對接精度較好、能有效還原真實構象的受體,減少CPU和GPU之間的數據傳輸次數,大大提高了分子對接的速度,降低通信開銷,本發明可以進一步滿足大規模藥物虛擬篩選下對對接速度和精度的無限追求。
本發明授權一種基于GPU的快速分子對接方法在權利要求書中公布了:1.一種基于GPU的快速分子對接方法,其特征在于:利用Gypsum-DL方法對輸入的小分子結構進行優化;利用交叉對接方法選擇最佳的受體結構;利用Coach-D方法優化受體的對接口袋;利用全局網格緩存實現QuickVina2-GPU的分子間能量計算加速; 所述Gypsum-DL方法包括如下步驟: S1、準備好要進行轉換的小分子文件; S2、按照.json配置格式的需求編寫配置文件; S3、生成和優化小分子的多種構象; S4、對來自于相同小分子的構象進行能量評估和排序,取出其中能量最低的輸出為帶有三維結構的.sdf文件; S5、使用腳本將輸出的帶有三維結構的.sdf文件轉換為對接需要的.pdbqt格式; 所述交叉對接方法具體包括以下步驟: S6、將準備好的蛋白-配體結構進行對齊和分離; S7、每一個配體分別與不同蛋白配體進行對接,并選取top1score的構象與蛋白質晶體結構下的配體構象計算兩者的誤差,表示為均方根誤差,記為RMSD,若RMSD2,表明該對接成功還原真實構象; S8、通過每個蛋白質晶體對接結果中RMSD2的數量以及平均RMSD來確定對接受體; 所述Coach-D方法具體包括以下步驟: S9、在Coach-D服務器網站上上傳需要預測的受體和可選的配體,等待服務器返回結果; S10、得到結果后找到排名最高的口袋的預測結合殘基; S11、計算結合殘基的幾何中心作為對接口袋中心點,并且計算這個中心點到XYZ方向最遠的殘基的距離,作為口袋的尺寸以包含所有的結合殘基; 所述利用全局網格緩存實現QuickVina2-GPU的分子間能量計算加速具體包括以下步驟: S12、讀取受體、配體文件以及運行參數文件; S13、創建并初始化OpenCL平臺; S14、生成分子內能量表; S15、GPU端的內核1生成全局網格緩存,并存放至全局內存區; S16、隨機化初始構象,進行迭代搜索; S17、CPU端對構象進一步優化、打分、排序后,下一個配體重復S16的操作。
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