1992年，Accelrys公司發(fā)布了Insight II軟件，這是全球早期用于分子建模、模擬和計算化學(xué)等領(lǐng)域的軟件。隨著軟件版本更新迭代，Insight II的一些組件在后來的版本中進(jìn)行了改進(jìn)和整合，并于2005年發(fā)布了Discovery Studio 1.0版本，形成了一款更全面的軟件套件。隨后，Discovery Studio進(jìn)行了多個版本的更新和改進(jìn)，包括Discovery Studio 2.0（2006年）、Discovery Studio 2.1（2007年）、Discovery Studio 2.5（2008年）、Discovery Studio 3.0（2010年）等。軟件需要生命力，需要持續(xù)不斷的迭代更新，30多年以來，Discovery Studio一直在更新，并一直服務(wù)于生物治療、仿真和小分子等研究領(lǐng)域的相關(guān)行業(yè)，Discovery Studio因其操作便攜、模擬精準(zhǔn)等特點(diǎn)也在業(yè)內(nèi)廣受好評。

Discovery Studio 2023將帶來以下更新：

新功能

1)?添加了以NAMD為驅(qū)動的高斯加速分子動力學(xué)模擬（GaMD）。NAMD是一個專為大型生物分子系統(tǒng)的高性能模擬而設(shè)計的分子動力學(xué)軟件；GaMD可用于同時對生物分子進(jìn)行無約束增強(qiáng)采樣和自由能計算。它的工作原理是增加諧波增強(qiáng)電位，以平滑生物分子勢能表面并減少能量屏障。GaMD將生物分子模擬的速度大大加快了幾個數(shù)量級。

2)?添加了3個新的軌跡分析功能。協(xié)助用戶分析來自GaMD的動力學(xué)軌跡文件，包括RMSD、SASA、Dihedral、Distance等時間系列特征；還可將模擬軌跡中的構(gòu)象聚類為離散狀態(tài)，以提取代表性構(gòu)象并在每個狀態(tài)的基礎(chǔ)上比較特征；還可以根據(jù)數(shù)據(jù)集或一組模擬來估計自由能景觀，從而可以對?GaMD 模擬進(jìn)行統(tǒng)計重新加權(quán)。

3)?添加了2個可對PharmDB數(shù)據(jù)庫進(jìn)行篩選過濾的新功能。篩選條件可以是結(jié)構(gòu)的發(fā)布時間，配體分子量，藥物五規(guī)則沖突數(shù)量，配體溶解度，結(jié)合位點(diǎn)的疏水性、極性、體積等，酶的名稱、種屬、功能、E.C. number等條件；還可以將一組配體映射到PharmaDB中。PharmaDB 是由BIOVIA開發(fā)的一個基于結(jié)構(gòu)的藥效基團(tuán)的大型數(shù)據(jù)庫，主要用途是幫助研究人員在藥物發(fā)現(xiàn)和設(shè)計過程中進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和分析。它包含了大量的化合物信息、藥物靶點(diǎn)、生物活性數(shù)據(jù)、藥物代謝信息等，可以幫助研究人員進(jìn)行藥物篩選、尋找候選藥物和了解藥物的性質(zhì)。在此次版本更新中包含了超過 730,000 個藥效團(tuán)模型，相較于之前版本的25萬個藥效團(tuán)模型，豐富了模型的可選擇性和提高了計算準(zhǔn)確性。

功能加強(qiáng)

1)?使ZDOCK進(jìn)行蛋白-蛋白對接的性能提高了20%，在GPU加持下的情況，計算速度更加快速。

2)?幾個蛋白質(zhì)建模相關(guān)Protocol現(xiàn)在均支持charmm36力場。這些Protocol分別是Prepare Proteins, Calculate Protein Ionization and Residue pK, Calculate Mutation Energy (Binding), Calculate Mutation Energy (Stability), Calculate Protein Formulation Properties。這幾個Protocol可對蛋白質(zhì)進(jìn)行結(jié)構(gòu)修復(fù)，結(jié)構(gòu)質(zhì)子化，計算突變能、溶解度、粘度、可開發(fā)性等性質(zhì)以對蛋白質(zhì)進(jìn)行設(shè)計和改造。charmm36力場是經(jīng)典分子力場，由CHARMM經(jīng)過參數(shù)調(diào)整和驗證而來，可以顯著提高模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。相較于其他力場，charmm36力場更適用于蛋白質(zhì)、肽、核酸、磷脂、糖等多種生物大分子的模擬研究；charmm36力場具有較為完備的參數(shù)集，能夠更準(zhǔn)確地描述分子的力學(xué)性質(zhì)和相互作用；charmm36力場的參數(shù)和模擬方法經(jīng)過了廣泛的驗證和測試，能夠產(chǎn)生可重復(fù)的結(jié)果，使得不同用戶可以進(jìn)行相互比較和驗證；charmm36力場還考慮了多尺度效應(yīng)，可以模擬從原子水平到宏觀水平的多種時間和空間尺度上的生物分子行為。

3)?增強(qiáng)了抗體人源化功能。現(xiàn)在可以通過機(jī)器學(xué)習(xí)來區(qū)分人和非人抗體可變結(jié)構(gòu)域序列，對輸入序列進(jìn)行突變以降低其免疫原性。還可以根據(jù)參數(shù)設(shè)置，使用機(jī)器學(xué)習(xí)方法設(shè)計合理人源化序列。

4)?擴(kuò)展了Assign Forcefield 和?Type Ligands with MATCH (Prototype)這兩個Protocol的化學(xué)空間覆蓋范圍。現(xiàn)在可以通過在?ESP 擬合 QM 數(shù)據(jù)上訓(xùn)練的 機(jī)器學(xué)習(xí)模型以及通過擬合 QM 數(shù)據(jù)生成的扭轉(zhuǎn)參數(shù)來分配電荷。

5)?增加了Filter by SMARTS篩選PAINS亞結(jié)構(gòu)功能。現(xiàn)在可以直接對虛擬篩選得到的目標(biāo)小分子進(jìn)行假陽性化合物篩選了。PAINS是在大規(guī)模藥物篩選過程中，不作用于目標(biāo)靶點(diǎn)但呈現(xiàn)出急劇迷惑性假陽性結(jié)果的一類化合物，從而使得研究人員錯誤地認(rèn)為某個化合物具有特定的生物活性。

其他更新

Discovery Studio 客戶端增強(qiáng)了動力學(xué)模擬的軌跡動畫顯示，同時兼容了Windows11系統(tǒng)；CHARMm更新到了47b1版本；Dock Ligands (GOLD)現(xiàn)已支持GOLD 2023；抗體數(shù)據(jù)庫更新了PDB數(shù)據(jù)庫于2022年7月發(fā)布的6,711個抗體結(jié)構(gòu)；RCSB Structure Search protocol的殘基數(shù)據(jù)庫根據(jù)2023年5月發(fā)布的PDB版本進(jìn)行了更新，其中包含400,322個殘基條目；PDB、PDB_nr95和Swiss-Prot BLAST數(shù)據(jù)庫使用截至2023年5月的可用數(shù)據(jù)進(jìn)行更新。

?