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高通量分子筛选

发布时间:2026-08-18   来源:科研学术网    
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高通量分子筛选(HTVS)的核心是用最低的单体系成本,在最短时间内从超大规模化合物库中剔除明显无效的分子。本项目在虚拟筛选管线的最前端部署 HTVS,作为连接百万级库与精筛阶段的过滤器。下文说明 HTVS 的工程实现、精度取舍与典型产出。

HTVS 与常规虚拟筛选的区别

常规对接对单个分子要做构象搜索 + 打分,耗时在秒级到分钟级;HTVS 通过预计算网格(预先算好受体势能场) + 快速近似打分,把单分子耗时压到毫秒级,从而能在数小时内扫完数百万化合物。代价是精度下降,所以它只适合”粗筛过滤”,不适合直接定结论。

本项目的 HTVS 实现

  1. 受体网格预计算:用 Glide 的 HTVS 模式或 Vina 固定网格,将受体的静电、范德华场烘焙进网格,配体只需在网格上滑动评分。
  2. 构象库预生成:对库分子先做 Open Babel / RDKit 多构象展开,避免筛选时实时搜索拖慢速度。
  3. 分级漏斗:HTVS(top 5%)→ SP 标准精度(top 1%)→ XP 精确精度(top 0.1%),每一级都丢弃大部分,只把最可疑的送进更贵的下一步。
  4. 多样性保持:在 top 列表里做骨架聚类,避免最终 hit 全是一个骨架的近亲。

精度取舍的代价

HTVS 打分对柔性配体、诱导契合、溶剂效应的描述都很粗糙。本项目遇到过 HTVS 高分但在 SP 阶段掉到中游的配体——柔性糖基在 HTVS 里被锁死成不利构象却仍获高分。因此 HTVS 的召回率准确率重要:宁可多放一些假阳性进下一轮,也不能在粗筛阶段漏掉真 hit。

典型产出与量级

阶段 输入规模 输出规模 单分子耗时
HTVS 200 万 top 1 万 ~5 ms
SP 1 万 top 500 ~1 s
XP 500 top 50 ~30 s
MD 验证 50 top 10–20 数小时/体系

工程边界

HTVS 依赖受体刚性假设,对变构口袋、显著构象变化的靶点会漏筛。本项目对这类靶点会改用诱导契合对接或元动力学作为补充,而非单纯依赖刚性 HTVS。高通量筛选与后续分子对接的衔接细节见本站的分子对接计算栏目。更多计算服务见科研学术网首页

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