FEP+ Pose Builder — FEP 시뮬레이션에서 유용성과 생산성 극대화

과제:

[ ]의 확장성 격차 해소 FEP+

FEP+ 이는 상대적 결합 친화도 예측 분야의 업계 표준입니다. 그러나 초기 리간드 구조에 대한 높은 정확도를 요구하는 까다로운 조건으로 인해, 전통적으로 처리량과 비용 효율성 측면에서 상당한 장벽이 되어 왔습니다.

전통적인 ‘ FEP+ ’ 자세 설정은 다음 세 가지 주요 요인에 의해 제한을 받습니다:

• 시간과 자원이 많이 소요됨: 견고한 프로토콜을 수립하려면, 입력 포즈에 따라 FEP+ 의 성능이 크게 좌우되는 문제를 해결하기 위해 여러 도킹 및 정렬 알고리즘(예: MCS 정렬, Glide)의 결과를 반복적으로 테스트하고 비교해야 합니다. 이 과정에는 대개 상당한 인력이 투입되어야 합니다.
• 입체 충돌 문제: FEP는 전 원자 분자 동역학(MD) 시뮬레이션 기반 방법이기 때문에, 일반적으로 초기 평형화 과정에서 발생하는 경미한 단백질-리간드 충돌은 해결할 수 있습니다. 그러나 사슬이 고리를 관통하는 경우와 같이 더 심각한 충돌은 해결할 수 없으므로, 초기 포즈에서 이를 피해야 합니다. 기존의 포즈 생성 방법은 충돌을 고려하지 않거나(예: 리간드 정렬은 코어 정렬은 완벽하지만 심각한 충돌이 발생하는 포즈를 생성할 수 있음), 또는 충돌에 지나치게 민감한 경우가 있습니다(예: 도킹은 충돌을 피하기 위해 코어 정렬이 불충분한 리간드 포즈를 생성할 수 있으며, 이로 인해 견고한 시뮬레이션에 필요한 FEP 기준에 대한 원자 매핑이 최적화되지 않을 수 있음).
• 시스템의 복잡성: 기존의 다중 알고리즘 기반 접근 방식은 복잡한 외부 소프트웨어 종속성과 프로토콜을 관리해야 합니다.

FEP+ 포즈 빌더:

자동화된 FEP 지원 프로토콜 생성

FEP+ Pose Builder는 FEP+ 파이프라인 내에서 접근성, 사용자 편의성 및 생산성을 획기적으로 향상시키기 위해 통합 기능으로 도입된 방법론적 발전입니다.

FEP+ Pose Builder는 그림 1에 표시된 단일한 자동화된 4단계 프로토콜을 통해 2D 또는 3D 리간드 입력 데이터를 FEP에 바로 적용 가능한 포즈로 변환합니다:

성과 및 정량화 가능한 가치

우리는 최근^{발표된 논문¹의} 데이터셋을 활용하여 FEP+ 포즈 빌더가 생성한 포즈의 품질을 벤치마킹했습니다. 그림 2에서 볼 수 있듯이, FEP+ 포즈 빌더가 생성한 포즈는 전문 모델러가 수작업으로 선별한 포즈와 유사하며, 소요 시간도 훨씬 짧습니다.

또한 두 편의 논문에 수록된 데이터셋을 활용하여 FEP+ 의 ‘Pose Builder’가 생성한 포즈에 대한 FEP+ 성능을 평가하였다.
표 1에 제시된 바와 같이, FEP+ 의 ‘Pose Builder’가 생성한 포즈는 FEP+ 시뮬레이션
에서 수동으로 선별된 포즈와 유사한 성능을 보였다.

결론

FEP+ Pose Builder는 FEP+ 배포의 주요 병목 현상인 구조 입력 데이터 준비 문제를 해결하는 중요한 방법론적 개선 사항입니다. FEP+ Pose Builder는 완전히 자동화되고, 고품질이며, 충돌을 고려한 정렬 기능을 제공함으로써 FEP+ 의 접근성, 생산성 및 비용 효율성을 극대화합니다. 이 기능은 신뢰할 수 있는 FEP 지원 입력 데이터 생성을 표준화하여, 계산 과학자들이 FEP+ 의 모든 기능을 활용하여 대규모 분자 혁신을 이룰 수 있도록 지원합니다.