南京邮电大学吴建盛获国家专利权
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龙图腾网获悉南京邮电大学申请的专利一种基于GPU的快速分子对接方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN117198431B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-29发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202311107665.8,技术领域涉及:G16C20/90;该发明授权一种基于GPU的快速分子对接方法是由吴建盛;王晨宇;丁季;唐诗迪;张豪设计研发完成,并于2023-08-30向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于GPU的快速分子对接方法在说明书摘要公布了:本发明提供了一种基于GPU的快速分子对接方法,目的是进一步提升QuickVina2‑GPU方法的对接精度和速度。在提升对接精度上,利用Gypsum‑DL方法对输入的小分子结构进行优化;利用交叉对接方法选择最佳的受体结构;利用Coach‑D方法优化受体的对接口袋。在提升对接速度上,利用全局网格缓存实现QuickVina2‑GPU的分子间能量计算加速。本发明在小分子库的准备上,弥补了Openbabel对小分子电荷处理的不足,选择出对接精度较好、能有效还原真实构象的受体,减少CPU和GPU之间的数据传输次数,大大提高了分子对接的速度,降低通信开销,本发明可以进一步满足大规模药物虚拟筛选下对对接速度和精度的无限追求。
本发明授权一种基于GPU的快速分子对接方法在权利要求书中公布了:1.一种基于GPU的快速分子对接方法,其特征在于:利用Gypsum-DL方法对输入的小分子结构进行优化;利用交叉对接方法选择最佳的受体结构;利用Coach-D方法优化受体的对接口袋;利用全局网格缓存实现QuickVina2-GPU的分子间能量计算加速; 所述Gypsum-DL方法包括如下步骤: S1、准备好要进行转换的小分子文件; S2、按照.json配置格式的需求编写配置文件; S3、生成和优化小分子的多种构象; S4、对来自于相同小分子的构象进行能量评估和排序,取出其中能量最低的输出为带有三维结构的.sdf文件; S5、使用脚本将输出的带有三维结构的.sdf文件转换为对接需要的.pdbqt格式; 所述交叉对接方法具体包括以下步骤: S6、将准备好的蛋白-配体结构进行对齐和分离; S7、每一个配体分别与不同蛋白配体进行对接,并选取top1score的构象与蛋白质晶体结构下的配体构象计算两者的误差,表示为均方根误差,记为RMSD,若RMSD2,表明该对接成功还原真实构象; S8、通过每个蛋白质晶体对接结果中RMSD2的数量以及平均RMSD来确定对接受体; 所述Coach-D方法具体包括以下步骤: S9、在Coach-D服务器网站上上传需要预测的受体和可选的配体,等待服务器返回结果; S10、得到结果后找到排名最高的口袋的预测结合残基; S11、计算结合残基的几何中心作为对接口袋中心点,并且计算这个中心点到XYZ方向最远的残基的距离,作为口袋的尺寸以包含所有的结合残基; 所述利用全局网格缓存实现QuickVina2-GPU的分子间能量计算加速具体包括以下步骤: S12、读取受体、配体文件以及运行参数文件; S13、创建并初始化OpenCL平台; S14、生成分子内能量表; S15、GPU端的内核1生成全局网格缓存,并存放至全局内存区; S16、随机化初始构象,进行迭代搜索; S17、CPU端对构象进一步优化、打分、排序后,下一个配体重复S16的操作。
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