BIOVIA Discovery Studio

一、应用领域

DS目前的主要功能包括：蛋白质的表征（包括蛋白-蛋白相互作用）、同源建模、分子力学计算和分子动力学模拟、基于结构药物设计工具（包括配体-蛋白质相互作用、全新药物设计和分子对接）、基于小分子的药物设计工具（包括定量构效关系、药效团、数据库筛选、ADMET）和组合库的设计与分析等。DS可以应用于生命科学以下研究领域：新药发现，生物信息学，结构生物学，酶学，免疫学，病毒学，遗传与发育生物学，肿瘤研究。

• 面向生命科学领域的建模与模拟仿真综合平台

现阶段的生物制药产业的标志，是复杂性：针对特异性、安全性、新型疗法以及复杂病理解释的逐渐增长的市场需求。这种复杂性要求对治疗行为实现更深层次的理解。建模与模拟仿真方法为生物与物理化学过程提供了从原子层面出发的独特方法，可以知道真实实验，加速药物发现与开发的过程。DS整合了30年的同行评审科研经验与世界级先进技术，比如分子力学，自由能计算，生物治疗可展性等，并将这些技术融合进了同一个平台。DS为研究者提供了整套的工具，来探索蛋白质化学的细微差别以及促进大/小分子疗法的发现。

• 大分子设计与分析

确定大分子（如酶和抗体）的三维结构和特性是很多研究课题的一个基本组成部分。例如，由正常的分子动力学或与配体及其他蛋白质相互作用而产生的不同构象可能会暴露出新的结合位点或提供与功能有关的线索。虽然成千上万的分子已经通过实验得到了结构解析，但其精细结构数据的获得仍然很困难。模拟仿真可以通过深入了解大分子结构来增强真实实验的效果。此外，同源建模等技术可以帮助预测新分子的结构模型，指导疗法设计和蛋白质工程研究。

• 抗体建模

与小分子药物相比，生物治疗药物具有一系列独特的优势，其增强的亲和力和选择性有助于研究人员解决新的困难。正基于此，抗体和其他生物治疗方式（如双特异性）为中心的研发项目急剧增加。然而，这些项目也必须克服小分子所面临的类似的安全性和药代动力学方面的挑战，尽管角度不同。高免疫原性或低溶解度等因素会扼杀原本有效的候选药物的开发。

建模和模拟可以显著推进这些新类治疗药物的开发。例如，与单纯的实验室实验相比，研究人员可以预测抗体的制剂特性，并提出突变建议，以快速、低成本地改善它们。

• 模拟—包含了万能的CHARMM分子力学模拟程序

生物分子过程往往依赖于蛋白、配体、溶剂及离子之间的一系列动态相互作用。通常情况下，由于这些相互作用发生的时间尺度较短，仅通过物理实验很难捕捉到它们的细节。模拟仿真可以帮助阐明这些过程的能量学，提供对其作用机制和特性的深入了解。DS包含了用途广泛的CHARMm分子模拟程序。CHARMm拥有超过 30 年的同行评审学术研究经验，其研究目标是生物系统，如蛋白质、肽、小分子配体、核酸、脂质和碳水化合物。另外，也可以用QM/MM方法计算单点能或进行受体-配体复合体的结构优化。

• 与数据科学软件Pipeline Pilot协作——助力高通量筛选

建立在更新的流程管理平台Pipeline Pilot基础上的DS让数据的共享和交流变得更为方便和简洁。DS中的部分功能流程(protocols)可以在Pipeline Pilot中进行编辑和组合，编辑组合而得的新流程可以导入 Discovery Studio中使用，这样使得科研流程的方便共享成为可能。同时，Pipeline Pilot这个开放平台技术还为使用者整合自己的或第三方的软件工具提供了接口。科研人员可以在一个统一的平台上完成从基因到先导化合物设计的一系列作，并且可以通过web形式共享研究成果。

二、为什么选择Discovery Studio

1、Discovery Studio中共有三种对接程序，这三种对接算法各有优势，能够满足广大科研工作者的多种应用需求；
2、Discovery Studio中有多种对接结果的评价分析手段，包括2D/3D相互作用图分析（可以分析氢键、疏水作用、卤键等多种非键相互作用类型）、结合口袋表面分析、氢键热图、多种打分函数、结合能的计算等；
3、Discovery Studio提供一整套同源建模的工具，使用DS，可以轻松完成所有的同源建模过程，模板识别、序列比对、自动建模、模型的评估与优化；
4、Discovery Studio中同源建模工具可以预测多种类型生物大分子的结构，包括：球蛋白、抗体、跨膜蛋白等；
5、Discovery Studio中同源建模的核心程序是MODELER，该算法非常经典，引用率比较高；
6、Discovery Studio应用广泛，操作简便，图形化界面十分友好，结果易于分析
7、Discovery Studio有完备且专业的技术团队为您保驾护航