概要

LigandScout は、ファーマコフォア(薬理作用団)モデルに基づく、インシリコスクリーニング用統合ソフトウェアです。

ファーマコフォアは分子間の相互作用に関連する化学要素の3次元配置で表され、化合物ライブラリからこの特徴に一致する候補化合物を高速・高精度に絞り込む事ができます。ロバストなアライメント(重ね合せ)アルゴリズムが採用されており、構造ベースとリガンドベースの二通りの手法を用いてファーマコフォアモデルを作成する事が可能です。

これらの機能は、長年の経験に基づき、入念に設計されたグラフィカルユーザインターフェイスから利用することができます。また、採用されているアルゴリズムは、開発グループのファーマコフォア研究における定評のある知見に基づいており、科学的に有効性が確認されています。

開発元:オーストリア inte:Ligand GmbH

主な機能

構造ベースファーマコフォア・モデリング

  • 複合体構造からリガンド周辺構造を考慮したファーマコフォアモデルの自動生成
  • ジオメトリ、辞書およびルールに基づくリガンド自動認識
  • 動的に連動した3D/2D分子ビューと階層ビュー、化合物ライブラリビュー
  • タンパク-リガンド相互作用の2D表示機能(構造式表示)
  • 共通ファーマコフォアの作成(Merged/Shared)
  • 補因子、イオン、水分子、金属結合(Fe, Mg, Zn, Mn)の考慮
  • ドッキング機能(Autodock/Vinaビルトイン)
  • 結合自由エネルギー予測
  • リガンド構造調整(簡易分子モデリング機能)
  • 水分子および補因子をリガンド、または高分子の一部として扱うことが可能
  • MMFF94力場による構造最適化
  • ファーマコフォア生成パラメータの調整機能(上級ユーザ向け)
  • 多数の分子ファイル形式(SMILES, SDF, MOL2, SMI etc.)と画像ファイル形式(EPS, PDF, JPG, PNG etc.)をサポート
  • 互変異性体の生成
  • アポタンパクモデリング
  • MDトラジェクトリファイルの読み込みと解析、動的ファーマコフォアの生成

リガンドベースファーマコフォア・モデリング

  • 活性化合物の構造情報からファーマコフォアモデルを生成
  • ファーマコフォアに基づく化合物の分類(クラスタリング)
  • 配座発生プログラムiCon、配座解析
  • 分子アライメント
  • スコア関数(Pharmacophore-Fit, Atom sphere overlap, Gaussian shape similarity etc.)
  • 排除体積の自動生成
  • 分子記述子計算(MW, cLogP, TPSA etc.)
  • SMARTSパターンによるユーザー定義要素
  • 類似化合物検索(Online PDB Lookup)

スクリーニング

  • ファーマコフォアクエリによる高速・高精度スクリーニング
  • モデル評価のためのROC曲線や濃縮係数(EF値)の算出
  • パラレルスクリーニング機能(ブール式によるクエリ条件設定)
  • スクリーニングモード(Match all query features, Fragment screening)

KNIME拡張

  • LigandScoutの多数の機能をKNIME環境(www.knime.org)で利用可能
  • リガンド・プロファイリング
  • 毒性予測

 

機能とグレード形態

利用可能な機能 Essential Advanced Expert
構造ベースファーマコフォア・モデリング
リガンドベースファーマコフォア・モデリング
スクリーニング用ライブラリ生成
バーチャルスクリーニング
モデル・バリデーション(自動化されたROC曲線描画)
テーブル機能(フィルタリング他)
3D配座生成
互変異生体生成
クラスタリング(ファーマコフォアベース)
アライメント(ファーマコフォアベース)
結合ポケット探索  
低分子ドッキング(Autodock/Vina)  
リガンド結合エネルギー計算(Affinity Estimation)  
アポサイト・ファーマコフォア生成  
MDトラジェクトリ解析(動的ファーマコフォア)  
LigandScout Knime Extensions    
活性プロファイリング/毒性予測(PharmDB:別オプション)    
スクリーニング用化合物ライブラリ(pre-computed)    

 

動作環境

  • intel core i5 同等以上の性能を有するIntel64またはAMD64プロセッサ
  • 4GB以上のRAM(CPUコア毎2GB超の物理メモリを推奨)
  • ハードウェアアクセラレータを利用可能なOpenGL 1.2対応の3Dグラフィックカード(NVIDIA製カード推奨)

OSバージョン、グラフィックカード、ドライバ等の組み合わせによっては、画面表示が乱れる等の異常動作が生じる場合があります。評価ライセンスやデモモード等により、事前に動作状況を確認されることをお勧めします。

 

バージョン履歴

バージョン4.2 主な新機能

インタラクティブチャート機能
テーブル内データを用いたX-Y散布図の描画機能、フィルタリング用途に適したチャート
 
テーブル編集機能,Excelファイル形式の入出力
外部変数等のテーブル入力、Excelファイルのインポートとエクスポートに対応
 
PDBデータベースのリガンド検索機能(PDB Online LookUP)
テーブル内のリガンド及び類似化合物をPDB探索
 
MDトラジェクトリ対応ファイル形式の拡張
従来のCharmm形式に加え、Amber, Gromacsファイル形式をサポート
 
MDトラジェクトリによる構造ベース・ファーマコフォアモデルの自動作成
従来のKnime Extensionに加え、GUIから自動作成可能
 
MDトラジェクトリ解析機能
ファーマコフォアに基づくMDトラジェクトリの解析機能
 

バージョン4.0 主な新機能

アポタンパクモデリング
リガンド接触表面を計算し化学要素を配置する事で、アポタンパクに基づくファーマコフォアモデルを構築可能
 
ドッキング機能
AutoDock 4.2およびAutoDock Vina 1.1ビルトイン
 
MDトラジェクトリファイルのインポート・アニメーション
分子動力学計算の結果を利用したファーマコフォアモデリング
 
新しい配座発生プログラムiCon
inte:Ligand社で独自に開発された配座発生プログラム
 
KNIMEワークフロー対応
LigandScoutの多くの機能をKNIMEプラットフォーム上で利用可能
 
その他新機能
結合自由エネルギー推算機能
結合サイト解析ツール
化学要素座標の手動調整
バックグラウンドタスク(例. スクリーニング中にGUI操作が可能)
ドラッグ&ドロップによる分子構造の読み込み
 

バージョン3.1 主な新機能

ライブラリ構築用GUI
従来のコマンドツールに加えて、GUIからも配座ライブラリを構築可能
 
フラグメントスクリーニングモードの追加
部分一致検索に最適化されたアルゴリズム
 
クラスタリングの新オプション
ファーマコフォア動径分布関数(RDF)をサポート
 
HPCクラスタ向けの最適化
HPCクラスタシステムにおいて、ライブラリ構築やバーチャルスクリーニングの実行が容易に可能
ライブラリ管理、ジョブ管理コマンドを実装
化合物ベースならびにタスクベースの実行時間管理機能
 
その他の改良点
距離/角度モニタの選択対象を拡張(原子、結合、ケミカルフィーチャ)
ヒエラルキービューのファーマコフォアアイコンを拡張(disable, optional 他)
Tool tipにキラル情報を表示
キラル窒素(Nitrogen chirality)を実装
 

バージョン3.03 主な改良点

  • 改良されたMMFF94エネルギー最小化
  • リファレンス点に基づくアライメント: 分子とリファレンス点ともに色の変更が可能
  • 選択要素にフレキシブルアライメントが適用できる場合にのみ、チェックボックス"align flexibly"が有効
  • 平面とベクトルのツールTipsにトレランス情報を追加
  • 単一分子を構造ベースビューへコピーする場合に、挿入またはコア分子との置換を選択可能
  • 分子プロパティをライブラリへ追加可能
  • SDFまたはLDB形式でファイルを保存する場合、リガンドセットのtraining/test/ignoredの割り当て情報を保持
  • ライブラリテーブルのカラム表示機能を一部変更
  • リガンドベースビューにファーマコフォアバイアスをコピーする際、既存のものがあれば警告
  • ライブラリテーブルのカラムのshow/hidden/toggled切り替え

バージョン3.0 主な新機能

リガンドベースのファーマコフォア作成
複数のリガンドを用いてファーマコフォアモデルを作成
リガンドの分類(クラスタリング)
 
バーチャルスクリーニング機能
OpenEye社製OMEGAをシームレスに統合
配座発生、配座DB構築が可能
ROCプロット、EF計算
クエリにブール式(AND/OR/NOT)を利用可能
 
高速化されたMMFF94
v2.0に比べ、最大200倍高速化
互変異性体のエネルギー計算、ランキング
 
ネットワーク分散処理に対応
PCクラスタによりジョブの分散処理が可能(配座発生、スクリーニング)

バージョン2.0 機能

  • ジオメトリ、辞書およびルールを用いたリガンドの自動認識
  • 高度な3D描画機能とアンドゥ機能を備えた最新鋭のユーザインターフェイス
  • 3Dインターフェイスと連携した2Dビューと階層ビュー
  • タンパク質-リガンド相互作用の2D表示
  • 化合物ライブラリの検査のためのライブラリビュー(プロパティ、スコア計算、アライメント)
  • 複数のリガンドとファーマコフォアから、作用機構を評価可能な共通ファーマコフォアを作成
  • 補因子、イオン、水分子、金属結合位置(Fe, Mg, Zn)の高度な取扱い
  • Catalyst/DiscoveryStudiotm、MOEtm、Phasetmへのファーマコフォアエクスポート機能
  • ファーマコフォアベースの分子アライメント
  • 活性部位でのモデリング時にリガンドの容易な手動修正が可能
  • 水分子および補因子をリガンドの一部、または高分子の一部として扱うことが可能
  • MMFF94力場によるリガンド分子の構造最適化
  • 熟練ユーザ向けの豊富なパラメータ調整機能
  • 無制限のアンドゥレベル
  • 多数の分子ファイル形式と画像ファイル形式をサポート
  • 結合部位、分子、ファーマコフォアを格納するための、優れたファイルおよびリポジトリ管理機能

 

ライセンス形態と料金

LigandScoutのライセンスは、利用者のご所属により次の形態にてご提供可能です。ライセンス形態と料金詳細については、弊社営業担当まで電話(03-6417-3695)またはWebフォームよりお問合せください。

  商用 官公庁用 教育用
LigandScout 4/Essential 1-year 1-seat/Group/Site 1-seat/Site 1-seat/Site
LigandScout 4/Advanced 1-year 1-seat/Group/Site 1-seat/Site 1-seat/Site
LigandScout 4/Advanced with Knime extensions 1-year 1-seat/Group/Site 1-seat/Site 1-seat/Site
LigandScout 4/Expert 1-year 1-seat/Group/Site 1-seat/Site 1-seat/Site
LigandScout Knime extensions 1-year 1-seat/Group/Site 1-seat/Site 1-seat/Site

 

評価用ライセンス

LigandScoutの評価用ライセンスをご利用いただけます(評価期間は通常1ヶ月程度ですが、より長期間のご評価を希望される場合お問合せください)。

ご希望される方は、電子メールに次の情報を記入いただき、info_at_affinity-science.comまでお申し付けください(_at_を@に置き換えてください)。

  • Name :
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技術情報

インストールガイド・チュートリアルガイド

 

ベンチマーク

 

リファレンス

Wolber, G.; Dornhofer, A. A.; Langer, T.; Efficient overlay of small organic molecules using 3D pharmacophores J. Comput. Aided Mol. Des.; 2007; 20(12); 773-788. DOI: 10.1007/s10822-006-9078-7

Wolber, G.; Langer, T.; LigandScout: 3-D Pharmacophores Derived from Protein-Bound Ligands and Their Use as Virtual Screening Filters. J. Chem. Inf. Model; 2005; 45(1); 160-169. DOI: 10.1021/ci049885e