أوتودوك

📅 آخر تحديث: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

أوتودوك هو برنامج محاكاة لنمذجة الجزيئات ، وهو فعال بشكل خاص في عملية إرساء البروتينات بالروابط . يتوفر أوتودوك 4 بموجب رخصة جنو العمومية العامة . يُعد أوتودوك من أكثر برامج الإرساء استخدامًا في الأوساط البحثية. [ 1 ] يستخدمه مشروعا FightAIDS@Home و OpenPandemics - COVID-19، اللذان يُداران في شبكة World Community Grid ، للبحث عن مضادات فيروسية لفيروس نقص المناعة البشرية/الإيدز وكوفيد -19 . [ 2 ] في فبراير 2007، أظهر بحث في فهرس الاستشهادات ISI أن أكثر من 1100 منشور استُشهد بها باستخدام أوراق بحثية تعتمد على منهجية أوتودوك الأساسية. وبحلول عام 2009، تجاوز هذا العدد 1200 منشور.

يُعدّ برنامج AutoDock Vina خليفةً لبرنامج AutoDock، وقد طرأ عليه تحسين كبير من حيث الدقة والأداء. [ 3 ] وهو متاح بموجب ترخيص Apache .

يتم حاليًا صيانة كل من AutoDock و Vina بواسطة Scripps Research ، وتحديدًا مركز البيولوجيا الهيكلية الحاسوبية (CCSB) بقيادة الدكتور آرثر جيه. أولسون. [ 4 ] [ 5 ]

يستخدم برنامج AutoDock على نطاق واسع ولعب دورًا في تطوير أول مثبط إنزيم HIV-1 المعتمد سريريًا بواسطة شركة Merck & Co. [ 6 ] [ 7 ]

البرامج

يتكون برنامج AutoDock من برنامجين رئيسيين: [ 8 ]

  • برنامج AutoDock لربط الليجاند بمجموعة من الشبكات التي تصف البروتين المستهدف؛
  • AutoGrid لحساب هذه الشبكات مسبقًا.

ساهم استخدام برنامج AutoDock في اكتشاف العديد من الأدوية، بما في ذلك مثبطات إنزيم الإنتغراز لفيروس نقص المناعة البشرية من النوع الأول. [ 6 ] [ 7 ] [ 9 ] [ 10 ]

دعم المنصة

يعمل برنامج AutoDock على أنظمة Linux و Mac OS X و SGI IRIX و Microsoft Windows . [ 11 ] وهو متوفر كحزمة في العديد من توزيعات Linux، بما في ذلك Debian ، [ 12 ] [ 13 ] و Fedora ، [ 14 ] و Arch Linux . [ 15 ]

يُتيح تجميع التطبيق في وضع 64 بت الأصلي على نظام التشغيل مايكروسوفت ويندوز تشغيلًا أسرع للبرامج في العمليات الحسابية ذات الفاصلة العائمة. [ 16 ]

إصدارات محسّنة

برنامج AutoDock لوحدات معالجة الرسومات

قام فريق أبحاث AutoDock Scripps بتطوير إجراءات حسابية محسّنة باستخدام OpenCL و CUDA . [ 17 ]

وينتج عن ذلك تسارع ملحوظ يصل إلى 4 أضعاف (وحدة المعالجة المركزية رباعية النواة) و 56 ضعفًا (وحدة معالجة الرسومات) مقارنة ببرنامج AutoDock 4.2 التسلسلي الأصلي (Solis-Wets) على وحدة المعالجة المركزية.

تم تطوير إصدار CUDA بالتعاون بين فريق البحث في Scripps وشركة Nvidia [ 9 ] [ 17 ] بينما تم تحسين إصدار OpenCL بشكل أكبر بدعم من فريق IBM World Community Grid .

أوتودوك فينا

يوجد برنامج AutoDock خلفاً له، وهو AutoDock Vina، الذي يتميز بخوارزمية بحث محلية محسّنة ويستفيد من إعدادات الحواسيب متعددة النوى/متعددة وحدات المعالجة المركزية. [ 3 ]

وقد لوحظ أن برنامج AutoDock Vina يعمل بسرعة أكبر بكثير على أنظمة تشغيل لينكس 64 بت في العديد من مشاريع شبكة المجتمع العالمي التي استخدمت البرنامج. [ 18 ]

برنامج AutoDock Vina يعمل حاليًا بالإصدار 1.2، والذي تم إصداره في يوليو 2021. [ 19 ] [ 20 ]

تحسينات وأدوات من جهات خارجية

باعتباره مشروعًا مفتوح المصدر، فقد حصل برنامج AutoDock على العديد من الإصدارات المحسّنة من جهات خارجية مثل:

  • برنامج "Screning and Minimization with AutoDock Vina" (smina) هو نسخة معدلة من برنامج AutoDock Vina مع دعم محسّن لتطوير وظائف التسجيل وتقليل الطاقة. [ 21 ]
  • تتيح تقنية Off-Target Pipeline دمج AutoDock ضمن مشاريع أكبر. [ 22 ]
  • توفر مجموعة أدوات تسجيل التوافق إعادة تسجيل وضعيات AutoDock Vina باستخدام وظائف تسجيل متعددة ومعايرة معادلات تسجيل التوافق. [ 23 ]
  • VSLAB هو مكون إضافي لبرنامج VMD يسمح باستخدام AutoDock مباشرة من VMD. [ 24 ]
  • يوفر PyRx واجهة مستخدم رسومية سهلة الاستخدام لتشغيل الفحص الافتراضي باستخدام AutoDock. يتضمن PyRx معالج إرساء، ويمكنك استخدامه لتشغيل AutoDock Vina في السحابة أو مجموعة الحوسبة عالية الأداء. [ 25 ]
  • POAP هي أداة تعتمد على سكريبت shell تقوم بأتمتة AutoDock للفحص الافتراضي بدءًا من تحضير الليجاند وحتى تحليل ما بعد الالتحام. [ 26 ]
  • تتيح تقنية VirtualFlow إجراء عمليات فحص افتراضية فائقة الحجم على مجموعات الحواسيب والحوسبة السحابية باستخدام برامج الإرساء القائمة على AutoDock Vina، مما يسمح بفحص مليارات المركبات بشكل روتيني. [ 27 ]

تسريع FPGA

باستخدام رقائق قابلة للبرمجة بشكل عام كمعالجات مساعدة، وتحديداً المنتج التجريبي OMIXON، [ 28 ] كان التسارع في نطاق 10 إلى 100 ضعف سرعة  وحدة المعالجة المركزية القياسية Intel Dual Core 2 GHz. [ 29 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ سوزا إس إف، فرنانديز بي إيه، راموس إم جيه (أكتوبر 2006). "التحام البروتين بالرابط: الوضع الحالي والتحديات المستقبلية". البروتينات . 65 (1): 15-26 . doi : 10.1002/prot.21082 . PMID 16862531. S2CID 21569704 .  
  2. ↑ "نريد وقف الأوبئة في مهدها" . آي بي إم . 1 أبريل 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 أبريل 2020 .
  3. ١-٢ تروت ، أو.، وأولسون، أ. ج. (يناير ٢٠١٠). "AutoDock Vina: تحسين سرعة ودقة الالتحام باستخدام دالة تسجيل جديدة، وتحسين فعال، ومعالجة متعددة الخيوط" . مجلة الكيمياء الحاسوبية . ٣١ (٢): ٤٥٥-٤٦١ . doi : 10.1002/jcc.21334 . PMC 3041641. PMID 19499576 .  
  4. ↑ "مركز البيولوجيا الهيكلية الحاسوبية" . مركز البيولوجيا الهيكلية الحاسوبية . 15 مايو 2020. تاريخ الاسترجاع: 15 مايو 2020 .
  5. ↑ "آرثر أولسون | سكريبس للأبحاث" . www.scripps.edu . تاريخ الاسترجاع: 22-05-2019 .
  6. 1 2 جودسيل دي إس، سانر إم إف، أولسون إيه جيه، فورلي إس (أغسطس 2020). "مجموعة برامج AutoDock في عامها الثلاثين" . علم البروتين . 30 (1): 31-43 . doi : 10.1002/pro.3934 . PMC 7737764. PMID 32808340 .  
  7. 1 2 شاميس جيه آر، وهينشمان آر إتش، وسيجل جيه إس، وسوتريفر سي إيه، وني إتش، وماكامون جيه إيه (أبريل 2004). "اكتشاف خندق ارتباط جديد في إنزيم إنتغراز فيروس نقص المناعة البشرية". مجلة الكيمياء الطبية . 47 (8): 1879-81 . doi : 10.1021/jm0341913 . PMID 15055986 . 
  8. ↑ بارك هـ، لي ج، لي س (نوفمبر 2006). "تقييم نقدي لبرنامج AutoDock الآلي كأداة جديدة للالتحام في الفحص الافتراضي". البروتينات . 65 ( 3): 549-554 . doi : 10.1002/prot.21183 . PMID 16988956. S2CID 28351121 .  
  9. 1 2 غوبتا، ج. (26 مايو 2020). "سباق مع الزمن، البحث جارٍ عن قاتل كوفيد-19 بين مليار جزيء" . إنفيديا . مؤرشف من الأصل في 11 يونيو 2020. تم الاطلاع عليه في 26 سبتمبر 2020 .
  10. ↑ "الجزيئات في حركة: المحاكاة الحاسوبية تؤدي إلى فهم أفضل لبنية البروتينات" . www.nsf.gov . 29 يوليو 2005. تاريخ الاطلاع: 22 مايو 2019 .
  11. ↑ "AutoDock — AutoDock" . autodock.scripps.edu . تم الاطلاع عليه بتاريخ 22-05-2019 .
  12. ↑ "متتبع حزم دبيان - أوتودوك سويت" . tracker.debian.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 22-05-2019 .
  13. ↑ "متتبع حزم دبيان - autodock-vina" . tracker.debian.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 22-05-2019 .
  14. ↑ "حزمة autodocksuite" . apps.fedoraproject.org . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2020-01-01 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2019-05-22 .
  15. ^ "AUR (ar) - autodock-vina" . aur.archlinux.org . تم الاسترجاع 2019-05-22 .
  16. ↑ "كيفية تجميع برنامج AutoDock كتطبيق ويندوز أصلي 64 بت — AutoDock" . autodock.scripps.edu . تم الاطلاع عليه بتاريخ 22-05-2019 .
  17. 1 2 GitHub - ccsb-scripps/AutoDock-GPU: AutoDock لوحدات معالجة الرسومات باستخدام OpenCL. ، مركز علم الأحياء الهيكلي الحاسوبي، 23 أغسطس 2019 ، تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 سبتمبر 2019
  18. ↑ "ويندوز 10 أو لينكس" . شبكة المجتمع العالمي . 31 أكتوبر 2019. تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 أبريل 2020 .
  19. ↑ ccsb-scripps/AutoDock-Vina ، مركز علم الأحياء الهيكلي الحاسوبي، 2021-07-20 ، تم الاطلاع عليه في 2021-07-20
  20. ↑ إيبرهاردت، جيروم؛ سانتوس-مارتينز، ديوغو؛ تيلاك، أندرياس ف.؛ فورلي، ستيفانو (19 يوليو 2021). " AutoDock Vina 1.2.0: طرق إرساء جديدة، مجال قوة موسع، وروابط بايثون" . مجلة المعلومات الكيميائية والنمذجة . 61 (8): 3891-3898 . doi : 10.1021/acs.jcim.1c00203 . ISSN 1549-9596 . PMC 10683950. PMID 34278794 .   
  21. ↑ "smina" . SourceForge . تم الاسترجاع في 15 سبتمبر 2019 .
  22. ↑ "مسار خارج الهدف" . sites.google.com . تم الاسترجاع في 22-05-2019 .
  23. ↑ "مجموعة أدوات تسجيل التوافق | تحسين تسجيل التوافق لربط البروتين بالرابط" . تم الاسترجاع في 22-05-2019 .
  24. ↑ "تبسيط عملية الإرساء والفحص الافتراضي إلى أقصى حد ممكن..." www.fc.up.pt. تم الاطلاع عليه بتاريخ 22-05-2019 .
  25. ↑ "مرحباً بكم في موقع PyRx الإلكتروني" .
  26. ↑ سامداني أ، فيتريفيل يو (يونيو 2018). "POAP: خط أنابيب متعدد الخيوط قائم على التوازي باستخدام GNU، يجمع بين Open Babel وAutoDock لتعزيز الفحص الافتراضي عالي الإنتاجية". علم الأحياء الحاسوبي والكيمياء . 74 : 39-48 . doi : 10.1016/j.compbiolchem.2018.02.012 . PMID 29533817. S2CID 3849603 .  
  27. ↑ جورجولا سي، بوززورميني إيه، وانغ زد إف، فيشر بي دي، كوت بي دبليو، بادمانابها داس كيه إم، وآخرون . (أبريل 2020). " منصة مفتوحة المصدر لاكتشاف الأدوية تُمكّن من إجراء فحوصات افتراضية فائقة الاتساع" . نيتشر . 580 (7805): 663-668 . Bibcode : 2020Natur.580..663G . doi : 10.1038/s41586-020-2117-z . PMC 8352709. PMID 32152607. S2CID 212653203 .    
  28. ↑ "أوميكسون - المنتجات - الإرساء" . 2010-03-05. مؤرشف من الأصل في 2010-03-05 . تم الاسترجاع في 2019-05-22 .
  29. ↑ Pechan I. التسريع القائم على FPGA لبرنامج الإرساء الجزيئي AutoDock . BME MDA، وهو أرشيف Műegyetem Digitális. رقم ISBN 9783981375411تم الاطلاع عليه بتاريخ 22-05-2019 .