AutoDock

Создан в 1990 году. Первая версия базируется на силовом поле Amber. Скоринг функция является суммой потенциала Леннарда-Джонса, электростатического потенциала и эмпирических функций энергии ковалентных связей, плоских и торсионных углов[7].

${\displaystyle V=\sum _{\text{bonds}}k_{b}(l-l_{0})^{2}+\sum _{\text{angles}}k_{a}(\theta -\theta _{0})^{2}+\sum _{\text{torsions}}\sum _{n}{\frac {1}{2}}V_{n}[1+\cos(n\omega -\gamma )]+\sum _{j=1}^{N-1}\sum _{i=j+1}^{N}f_{ij}{\biggl \{}\epsilon _{ij}{\biggl [}\left({\frac {r_{0ij}}{r_{ij}}}\right)^{12}-2\left({\frac {r_{0ij}}{r_{ij}}}\right)^{6}{\biggr ]}+{\frac {q_{i}q_{j}}{4\pi \epsilon _{0}r_{ij}}}{\biggr \}}}$

В реализации доступны алгоритмы Монте-Карло и имитации отжига[8].

Появилось много улучшений, сопутствующих программ для параллельных запусков. Новый алгоритм для улучшения поиска, в случае лигандов с большим количеством степеней свободы, основан на принципе разделяй и властвуй. Улучшен алгоритм локальной оптимизации[9].

Для оптимизации поиска впервые был применен комбинированный генетический алгоритм LGA[10]. Новая полуэмпирическая скоринг функция, калибрующаяся на 30 белок-лигандных комплексах, учитывает направленные водородные связи и энергию сольватации[5].

${\displaystyle V=W_{\text{vdw}}\sum \limits _{i,j}\left({\dfrac {A_{ij}}{r_{ij}^{12}}}-{\dfrac {B_{ij}}{r_{ij}^{6}}}\right)+W_{\text{hbond}}\sum \limits _{i,j}E(t)\left({\dfrac {C_{ij}}{r_{ij}^{12}}}-{\dfrac {D_{ij}}{r_{ij}^{10}}}\right)+W_{\text{elec}}\sum \limits _{i,j}{\dfrac {q_{i}q_{j}}{e(r_{ij})r_{ij}}}+W_{\text{sol}}\sum \limits _{i,j}\left(S_{i}V_{j}-S_{j}V_{i}\right)e^{\left(-r_{ij}^{2}/2\sigma ^{2}\right)}}$

Добавлен учёт возможной подвижности боковых цепей. Это достигнуто за счет разделения белка в два файла. Одна часть считается статичной, другая подвижной. Со статической частью работают с помощью подсчета энергии AutoGrid, с подвижной работают теми же методами, что и с лигандом. Созданы новые типы атомов, например, галогены и основные ионы металлов. Улучшена скоринг функция. Калибровка на 250 структурах из PDBBind. Появился AutoDockTools — специальное программное обеспечение, для подготовки файлов к докингу[6].

Добавлена более прозрачная опция контроля вывода программы, позволяющая делать небольшой вывод для скрининга, и выводить отчет для более глубокого анализа. Некоторые ошибки при исполнении программы, выводившие предупреждение в предыдущих версиях, теперь останавливают программу. Это сделано в ответ на нужды скрининга, при котором пользователь может не заметить появляющихся предупреждений. Учёт электростатических взаимодействий между не связанными атомами в лиганде теперь по умолчанию включен. Также включение/отключение возможно при помощи команды intelec on/off[4].

AutoDock Vina является новым поколением ПО, разработанным Molecular Graphics Lab. Показывает значительные улучшения средних показателей accuracy-метрики в предсказании сайтов связывания, так же заметно увеличение скорости работы в два раза, по сравнению с AutoDock 4.1. Принципиально новая скоринг функция, основанная на алгоритме X-Score[11], которая разработана с учётом развития мультипроцессорных систем. За счет различий в погрешностях и самих используемых функций скоринга, используемых в AutoDock 4 и AutoDock Vina, программы могут показывать различные результаты на одних данных[12].

Существует ассоциированный с Autodock графический интерфейс AutoDockTools (ADT), который помогает анализировать докинг и выбирать связи в лиганде, которые будут считаться подвижными. Ниже упомянуты некоторые из функций ADT[1]:

• Видеть и вращать молекулы в формате 3D;
• Добавлять молекулы водорода, как полярные, так и не полярные;
• Ассоциировать частичные заряды атомов с лигандами и макромолекулами;
• Обозначать подвижные связи в лиганде, с использованием графической версии AutoTors;
• Настраивать DPF, GPF файлы;
• Запускать AutoGrid и AutoDock;
• Выводить и визуализировать результат работы AutoDock.