資料介紹

• 生物科學

語言：英語 日語
網址：http://www.accelrys.com/products/insight/index.html
類別：生物分子模擬
最權威的生物分子模擬軟件。幫助研究人員了解生物大分子的結構和功能。在蛋白質結構功能關系、生物大分子模擬與計算、基於靶點結構的藥物設計、抗體設計、生物大分子核磁共振等領域有著廣泛的應用。

InsightII


　　Accelrys公司的InsightII三維圖形環境軟件包，集成了從生物分子結構功能研究到基於靶點藥物設計的全套工具，是生物學家從事理論研究和具體實驗方案設計的助手。InsightII針對生命科學應用，提供生物分子及有機小分子建模和顯示工具，功能分析工具，結構改造工具，動力學模擬工具等，幫助研究人員在實驗前全面了解生物分子的結構與功能，從而有針對性的設計實驗方案，提高實驗效率，降低科研成本。InsightII在揭示蛋白質結構功能關系、生物分子結構模擬與動力學計算、基於靶點藥物設計、抗體設計、酶工程、生物分子間的相互作用（包括蛋白質與蛋白質、蛋白質與肽、蛋白質與核酸、蛋白質與有機小分子）、生物分子核磁共振、功能基因組以及蛋白質組等方面有著廣泛的應用。InsightII應用的生命科學研究領域包括：

●酶學
●免疫學
●生物信息學
●生物物理學
●結構生物學
●新藥開發
●病毒學
●遺傳與發育生物學
●腫瘤研究


　　InsightII 軟件能夠運行在SGI IRIX、Red Hat Linux和IBM AIX系統上，是Accelrys生命科學產品線中的主要平台之一。InsightII有十多年的開發歷史，圖形界面友好、便於使用，集成了從生物分子結構功能研究到基於靶點的藥物設計的全套工具。


　　1） 核心模塊及圖形界面
　　2） 結構模型構建工具
　　3） 能量計算工具
　　4） 生物大分子結構模建與性質分析
　　5） 基於靶標結構的藥物設計
　　6） 核磁共振結構測定

　·核心模塊及圖形界面

　　InsightII LS：作為整個InsightII軟件的圖形界面，它將各種應用程序集成在一個便於使用的環境中，並集成了一些共性的分子操作工具。界面方便、簡單、友好，初學者能夠運用自如。

　·結構模型構建工具

　　Sketcher：幫助用戶構建分子結構，從大量復雜的數據中得到重要的結論。用戶可以用Sketcher畫出分子的二維結構，僅僅需要定義元素類型、連接鍵的形式和立體選擇性，模塊能夠將分子的二維繪圖自動轉化為三維構象。

　·能量計算工具

　　Discover：分子力學計算的工具。進行分子力學及分子動力學模擬、優化和構象搜索，預測有機物、無機物、有機金屬和生物系統等分子系統的結構、能量及特性，幫助用戶驗證工作中的假設，指導實驗進行的方向。包括著名的Amber力場、cvff力場、esff力場和cff91力場，InsightII 中強有力的三維圖形功能可以將結果顯示出來，便於用戶清晰快速地理解所研究的系統。Discover中集合的工具對於結構和動力學軌跡分析都很有用。

　　CHARMm：由哈佛大學開發的分子力學計算工具。可以為用戶提供處理各種小分子、大分子（包括蛋白質、核酸和糖）的經驗化能量計算，模擬過程提供了有關分子結構、相互作用、能量等信息。CHARMm程序能夠與InsightII軟件包中的其他程序相互合作，完成各種模擬計算，為用戶的理論分析提供補充。

　　CFF：具有量子力學尺度的第二類力場。CFF力場中的參數是通過對近2000個不同分子的超過200萬次基於量子力學的能量及能量導數的計算而得。覆蓋包括蛋白質、核酸、糖、脂類等生物大分子及有機小分子，特別適用於對復合物體系（如蛋白質/DNA、酶/底物）的相互作用研究。

　　DeCipher：分子穩定性分析的工具。通過分析動力學過程中分子各種性質的變化，分析分子整體或局部的穩定性。

　·生物大分子結構模建與性質分析

　　Biopolymer：構建和調整生物大分子的結構，包括蛋白質、多肽、核酸及糖類。可通過替換、添加或刪除殘基來對多肽結構進行調整；可以構建多肽的主鏈結構，並用旋轉異構體庫優化側鏈構象；可以將蛋白質結構分隔為子結構域，讓用戶自動檢測並設定任何蛋白質的結構域。還可以讓用戶構建和搜索蛋白質結構數據庫。

　　Homology：蛋白質同源模建模塊。根據蛋白質的氨基酸序列在PDB庫中搜索同源蛋白質模板，預測、模建此蛋白質的三維結構。還可以做蛋白質及核酸的序列比對（兩兩對比或多重序列對比）、多個蛋白的三維結構比對、數據庫同源搜索、loop區搜索及模建、二級結構預測、蛋白質親疏水性分析、結構模型優化、結構模型合理性評估和模擬突變研究等等方面。用Homology模建的蛋白質模型可用於藥物設計或作為X衍射和NMR實驗中結構精修的起點。Homology中模建的模型可用InsightII軟件包中其他程序進行結構精修和分析。

　　Modeler：自動的蛋白質建模工具，用戶只需提供一個與目標序列同源的有三維結構的蛋白質信息，MODELER可以自動比對並模建出目標序列的三維結構。利用CHARMm 力場，在模建過程中對空間約束和立體化學幾何都進行了優化，所以MODELER是一個極為精確的模建工具。

　　Profiles-3D：提供一個蛋白質反向折迭的結構預測方法，采用UCLA的David Eisenberg教授的實驗室創立發展的方法。可用來評判模擬結構的合理性，並標示錯誤折迭區域，為蛋白質結構模建和結構改造提供合理性評估手段。

　　SeqFold：基於序列的相似性和結構的相似性尋找同源序列的工具。用常規的序列比較軟件不能檢測到的同源性較低的蛋白質序列，SeqFold可以敏感地發現它們的關系。SeqFold得到的折迭模板和比對可以用在MODELER或Homology等模塊中，來模建蛋白質的結構，可以為蛋白質的功能研究提供有用的信息。這些信息能夠使研究者更集中地進行突變實驗以檢查和提高模型，這比傳統的突變實驗節省更多時間和精力。

　　 DelPhi：分子表面靜電勢分析的工具。在不同的溶液條件下計算分子表面靜電勢，分析活性位點的結合作用，幫助用戶正確處理配體-靶點之間的相互作用。例如，在藥物設計中，DelPhi程序幫助用戶確定配體-靶點相互作用的結合區域，進而更集中、准確地進行藥物分子的設計，加速藥物研發過程。通過分析分子表面靜電性質，可幫助用戶確定定點突變的pKa效應、結合能量、催化率等。計算得到的靜電性質可以在分子表面圖示化。通過三維勢能面，用戶可以估測蛋白質內部及表面的靜電勢。進行實驗前的化合物篩選，同時幫助用戶模擬實驗，為用戶節省時間和經費去得到最佳的化合物。

　　Binding Site Analysis：尋找蛋白質的活性位點，並預測蛋白質功能的工具。該模塊提供兩種方法尋找蛋白質的活性位點。一是通過對蛋白質表面幾何形狀分析來尋找能與底物結合的口袋，預測可能的結合位點；二是通過對蛋白質家族在進化過程中的保守氨基酸進行研究，並確定這些氨基酸殘基在三維結構中的位置，預測蛋白質的活性位點。再利用基於結構的藥物分子設計軟件（Ludi, MCSS, Affinity）將小分子對接至該活性位點。活性位點確定以後，可在PDB庫中搜尋與活性位點有相同特征的已知蛋白質來預測未知蛋白的功能。

　·基於靶標結構的藥物設計

　　Affinity：是一個自動、靈活的分子對接程序。該模塊自動地完成靶點與配體的對接。對於給定的包含有配體分子和靶點分子的復合物模型， Affinity程序通過計算配體-靶點復合物的能量來自動地尋找配體與靶點的最佳結合模式，這種基於能量計算的尋找方法特別適用於在實驗無法確定配體- 靶點復合物結構時，進行基於結構的藥物設計。Affinity程序允許用戶自由定義蛋白靶點結合位點的柔韌程度，以及配體構象來研究上述勢能的變化。特別適合精確篩選活性肽或活性有機小分子。

　　Ludi ：全新配體設計工具。可設計新的先導化合物或對已有化合物進行改造。Ludi可以通過靶點的結構信息或者一系列結合配體的結構信息來推測潛在的靶點結合位點，通過搜索InsightII提供的小分子碎片庫（用戶也可以根據需要自行擴充碎片庫），Ludi將碎片進行拼接來得到一系列與靶點結合位點互補的化合物，得到的化合物可以通過計算其與靶點的非鍵相互作用來篩選得到先導化合物。在靶點結構未知的情況下，Ludi通過將一系列配體進行迭合，可以推測配體與靶點的相互作用位點，並進行數據庫搜尋以得到與靶點有較好結合的配體。

　　MCSS：用於配體結合部位分析和表征的模塊，它也是一個基於結構進行小分子藥物設計的工具，可以單獨使用或與Ludi聯用。與Ludi的不同之處在於，它是基於能量計算的工具，所以它必須與CHARMm模塊共同使用。

　　Search/Compare：生成及比較不同分子的構象特征，用戶可以根據分子場及體積，進行兩個甚至多個分子的迭合，系統檢索立體構象特點。

　·核磁共振結構測定

　　NMR Refine DGII：NMR Refine DGII為NMR波譜學工作者提供了根據NMR數據計算和評價生物大分子三維結構所需的全部工具。利用DGII（距離幾何）方法解析NMR數據得到分子的三維結構，並用Restraint/Structure Evaluation Database 和ProStat (Protein Structure Analyst)進行精確分析。模塊自帶的NMR Database提供了大量的命令協調譜學數據和模型數據。

　　 NMR Refine Advanced：與NMR Refine DGII 相比，NMR Refine Advanced提供了許多互補和高級的工具。包括NMR Database, MD Schedule, NOE-MD, IRMA, NOE Simulate, Restraint/Structure Evaluation, ProStat, Query 等。
NFO: