Flare学者版及其与AutoT&T捆绑特价套餐

摘要：Flare是一款基于结构的设计软件，具有用户友好的环境，学术用户可以轻松地开发和测试他们的想法，或插入最有趣的开源算法。Flare学者版聚焦于配体设计和静电相互作用分析、分子对接计算，为您的药物发现提供了一个极好的平台。AutoT&T是一款具有我国自主知识产权的药物分子设计软件，可以实现先导化合物的自动构建和结构优化等一系列功能。Flare学者版与AutoT&T的捆绑套餐为学术客户提供多功能、高质量的药物设计平台。

Flare学者版(Flare for Academics)

我们认为生机勃勃的学术环境是新科学思想、算法和计算方法的惊人来源，为满足学术研究基本需求我们推出了免费的Flare学者版(Flare for Academic)。

Flare是一款基于结构的设计软件，具有用户友好的环境，学术用户可以轻松地开发和测试他们的想法，或插入最有趣的开源算法。比起Flare Viewer，Flare学者版具有更多的功能，聚焦于是配体设计和静电相互作用分析，进行分子对接计算，为您的药物发现提供了一个极好的平台。

Flare提供强大的Python界面

Flare的全部功能可以通过Python API的方式获取，Flare的Python API让学术研究人员轻而易举地将自己的科学整合到用户友好的环境里。

建创强大的科学环境

您将受益于强大的商业标准基于结构的药物设计(SBDD)环境，通过利用蛋白结构准备、蛋白能量最小化和多核心并行的对接计算等方法，可以专注于科学不不需要在IT上花更多的时间。还可以访问RDKit化学信息学工具包、NumPy、SciPy和Matplotlib等等，它们都是Flare的组成部分。除此之外，几乎任何其他Python模块都可以通过pip安装，使得Flare可以无限扩展。还提供了不断增长的特色python扩展集合，这些扩展增强了现有的Flare功能，包括：绘图，蛋白突变和自定义工作流程（另请参阅新的Jupyter Notebook集成）。

Figure 1. Flare 2.0的‘Extensions’选项卡

对图形用户界面和内部流程的访问

Flare Python API不仅提供了开发自己算法的环境，还提供了面向用户的部署方法。API通过添加用户定义的控件和上下文菜单，可以访问Flare界面的所有元素。

例如，您可以将自定义控件添加到现有Flare功能区中，或者为经常使用的Python脚本创建新的Flare功能区。 Flare中自定义创建的控件可以创建为小型或大型按钮，旋转框，自定义滑块或带信号和回调函数的复杂对话（Figure 2）。

Figure 2. 某些类型的自定义控件可以添加到Flare功能区

自动化和分发Flare计算

每当您需要执行完全自动化的任务时，例如过夜准备一系列蛋白结构、然后对接一系列配体，最方便的选择是编写一个在Flare GUI之外运行的Python脚本。然后，它可以通过排队系统分布在集群上，以获得最佳性能。 pyflare二进制文件是一个Python解释器，使您可以使用自定义开发或Cresset发布的脚本访问Flare函数、进行Flare的各种计算。

Flare的原生GUI嵌入了Python控制台和Python解释器小部件。 Python控制台是运行单行命令的最简单方法。使用Python解释器，您可以处理稍微复杂的脚本：例如，您可以加载脚本，在Flare中以交互方式编辑它，然后保存您的修改。 Python Console和Python Interpreter都有一个多标签界面，可以同时处理多个Python片段。

Python爱好者可以使用Jupyter轻松升级Flare以使用所有Jupyter功能，例如：TAB补全，自动缩进，语法突出显示，上下文帮助，内联图形等等等。使用此小部件，您可以在同一窗口中键入Python命令，检查分子并绘图。

用Jupyter Notebook升级你的Flare

Flare Python Notebook是嵌入Flare GUI的Jupyter Notebook的一个实例。它可以直接访问Flare GUI对象和方法，提供更丰富的界面，并可以编辑和运行单个代码单元。请阅读我们之前撰写的Jupyter Notebook的应用示例。

The Python Qt-Console (left) and Python Notebook (right) in Flare.

Figure 3. Python Qt-Console (左) 与Python Notebook (右)

不只是可视化工具

Flare学者版不只是可视化工具，而是一个完整、用户友好的平台，用于药物发现中的迭代分子设计。

可以在Flare项目中轻松导入多个蛋白结构，并使用序列比对和叠合功能以便在同一参照系中显示全部的蛋白结构。

Flare的蛋白准备工具可以用于添加氢原子、优化氢键、消除原子碰撞和分配最佳质子化状态来优化蛋白-配体结构。蛋白活性位点的进一步优化可以通过基于XED力场的蛋白最小化来完成，以及通过手动翻转柔性残基或改变相关残基的互变异构和电荷状态来实现。

Flare for Academics is user friendly platform for iterative molecule design in drug discovery.

Figure 4. Flare学者版是一款用户友好的平台

以网格模式智能可视化蛋白-配体复合物有助于配体或蛋白质之间的比较。各种配体-蛋白的非键相互作用的展示使您很容易理解配体的不同结合模式。

Flare的包含有配体表单和交互式菜单，可以轻松地进行所有的配体操作，例如对列进行排序, 控制可见性, 标记和过滤化物结构、标签、数字和文本列，对自定义创建的角色进行分组。在配体表单中，每个分子都与计算的物理化学性质、径向图和多参数打分相关联，以帮助您设计和选择与项目特征具有最佳匹的理想配体。用XED力场计算的配体静电相互作用势可以在3D窗口和分子编辑器中可视化，并用于配体设计。

可以运行多核并行对接实验来预测蛋白活性位点中柔性配体的3D结构。 Flare中的对接使用Lead Finder提供出色的结合模式预测和新分子设计所需的详细反馈信息。

互补软件: AutoT&T

AutoT&T(Automatic Tailoring and Transplanting)是一款具有我国自主知识产权的药物分子设计软件，由中国科学院上海有机所王任小课题组开发。AutoT&T可以实现先导化合物的自动构建和结构优化等一系列功能。在基于靶标结构的药物分子设计中，该软件可以作为产生配体分子三维结构的强大工具，突破人脑思维和已有知识的限制，提供全新的设计灵感。该软件采用了结构拼接构建配体分子的全新思路，突破了传统从头设计方法（De Novo Design）需要使用预制片段库（fragment library）的做法，执行效率是传统从头设计方法的10倍以上，且能产生结构多样性更好、成药性更强的分子设计方案。该软件还可以实现多线程先导化合物优化、共价结合配体分子的设计等特殊功能。另外，用户可以根据选定的靶标蛋白，灵活选择个性化的参考分子库，进一步提高分子设计方案的合理性。

AutoT&T与Flare联合使用可以完成：

利用多个蛋白-配体复合物结构中的配体“交配”（crossover）生成全新结构

操作步骤：（1）先用Flare将一个蛋白与不同配体的复合物进行结构比对、叠合；（2）再用AutoT&T将跟着蛋白叠合而叠合在一起的配体进行交配操作、生成全新结构（Figure 5,6）。

Figure 5. “交配”操作示意图

“交配”操作可以将与同一蛋白位点结合的多个不同化合物打碎、再拼合以快速地产生全新化合物，提供新化合物设计所需的灵感。

自动从ChEMBL数据库获取配体、对接，“交配”进行基于结构的从头设计

在前文《Flare整合Jupyter》中，我们演示了如何用Flare内置的Jupyter Notebook自动地从ChEMBL上获取特定靶标配体、下载蛋白结构、进行分子对接计算。将对接的化合物用AutoT&T进行交配操作可以快速的生成全新化合物，AutoT&T可以进行指定轮数的迭代交配(Figure 6)。