[发明专利]分子对接云计算流程控制方法

说明书

本发明属于高通量的分子对接及虚拟筛选计算领域，具体涉及一种分子对接云计算流程控制方法，（1）将原始的数据库导入到MongoDB数据库中，然后调用yoda库函数处理得到分子对接的输入结构文件；（2）调用yoda库函数自动生成对应的分子对接输入参数文件；（3）调用mixc库函数，将任务提交到Majorana任务调度平台；将任务提交到指定的云计算平台上；（4）给每个结构对应的任务添加了一个监控任务，当任务都执行完成，调用数据分析程序，自动分析分子对接结果；（5）从MongoDB数据库获取相应的分析结果作出相应的曲线。本发明实现了大批量、高并行的分子对接及虚拟筛选等计算任务的跨平台调度、连续计算、存储、监控、结果分析和图形化等。

技术领域

本发明属于高通量的分子对接及虚拟筛选计算领域，具体涉及一种分子对接云计算流程控制方法。

背景技术

分子对接(Molecular Docking)计算已广泛地应用于新药研发及设计领域，Autodock Vina作为一个开源、高效的对接计算软件，已成为模拟计算的首选。当前，几乎所有的超算中心和云平台都安装了Autodock Vina软件，并有相应的作业管理系统来完成任务的提交、修改和删除等功能。

当前的分子对接云计算流程主要存在以下缺陷：

不能跨平台调度：当前几乎所有的分子对接云计算平台，都需要先手动登录、编写任务脚本，再提交到各自的平台上计算。

存储形式单一：所有的分子对接计算和分析结果都储存在平台上，不利于实时查看和监控模拟状态。

缺乏用户界面：当前所有的分子对接云计算和分析流程都是基于脚本的形式，用户体验差，不利于任务状态监控、结果的图形化显示等。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供分子对接云计算流程控制方法，用于高通量虚拟筛选寻找新型靶向药物分子。分子对接计算所必须的3类文件包括：小分子配体三维结构文件、大分子受体三维结构文件和分子对接参数。其中，大分子结构中主要来源于蛋白质晶体结构数据库，小分子结构主要来源于商用及非商用数据库，对接模拟参数则是参考已有的文献报道、以及相关的测试和优化结果，因此本发明无缝衔接了虚拟筛选的整个流程。

并且为了解决平台登录、任务脚本编写、分析脚本编写、任务监控、分析数据绘图等跨平台和软件的繁琐步骤，本发明将所有的用户流程都集成到Jupyter中，从而大大提高了计算和分析的效率。

具体技术方案为：

分子对接云计算流程控制方法，包括以下步骤：

（1）将原始的商业及非商业小分子数据库，蛋白质晶体结构数据库导入到MongoDB数据库中。从MongoDB数据库，获取相应的小分子及大分子结构文件，然后调用yoda库函数进行相应的处理，包括小分子和大分子的结构优化及处理，得到分子对接的输入结构文件，用户也可以手动准备和导入；

（2）根据不同阶段对应的对接精度要求，调用相关yoda库函数自动生成对应的分子对接输入参数文件。这些参数可以被用户提供的json格式的输入参数所替换，从而实现了参数的可控调节；

（3）调用mixc库函数，将任务提交到Majorana任务调度平台。Majorana会根据任务参数，将任务提交到指定的云计算平台上，比如亚马逊云，腾讯云等。Majorana会实时获取任务的执行状态并记录下来，用户可以通过调用obiwan库函数来查看任务的执行状态。也可以根据实际需要，通过obiwan库函数来修改指定任务的参数和状态，从而自动触发Majorana发送对应的指令到云平台上，达到远程管理任务的目的。