Plataforma de Docking Molecular para Pesquisa em Dor

Acelerando a descoberta de novos analgésicos por meio do docking molecular.

O PainDocking executa Virtual Screening N×N, testando automaticamente cada ligante contra um conjunto de alvos moleculares validados envolvidos na dor inflamatória, neuropática e crônica. Utilizando o AutoDock-GPU com aceleração por GPU, a plataforma realiza simulações de docking molecular em larga escala, reduzindo significativamente o tempo de processamento e acelerando a identificação de potenciais candidatos a novos analgésicos...

N×N
ligantes × alvos
Multialvo
dor inflamatória · neuropática · crônica
GPU
docking acelerado
O que é o PainDocking

Uma plataforma de triagem virtual para pesquisa em dor

A dor crônica afeta milhões de pessoas e ainda carece de tratamentos eficazes e seguros. O PainDocking acelera a busca por novos analgésicos: você envia uma biblioteca de compostos e a plataforma faz o docking de cada um contra todos os alvos proteicos validados envolvidos na dor, ranqueando os mais promissores por afinidade de ligação.

Foco em pesquisa em dor

Os alvos são proteínas e enzimas envolvidas nas vias da dor inflamatória, neuropática e crônica — relevantes para o desenvolvimento de novos analgésicos.

Triagem N×N completa

Todo ligante é ancorado contra cada alvo do banco. Nada fica de fora — a matriz inteira de pares ligante–receptor é avaliada.

Acelerado por GPU

O AutoDock-GPU executa o docking em paralelo na placa gráfica, tornando viável triar milhares de compostos contra dezenas de alvos.

Aceleração por GPU

Vantagens do AutoDock-GPU

O AutoDock-GPU oferece um aumento significativo na velocidade de cálculo do docking molecular, permitindo análises mais rápidas e a triagem virtual de milhares de compostos, ideal para estudos de larga escala.

Técnicas de otimização

Utilizando técnicas avançadas de busca e otimização, como algoritmos genéticos e busca local baseada em gradientes, o AutoDock-GPU maximiza a eficiência na identificação de poses ligante-proteína de alta afinidade.

Fórmulas utilizadas em docking molecular
Energia livre de ligação (ΔG)
ΔG = (VboundL-L − VunboundL-L) + (VboundP-P − VunboundP-P) + (VboundP-L − VunboundP-L + ΔSconf)
Função de energia potencial (V)
V = WvdwΣ(Aij/rij12 − Bij/rij6) + WhbondΣE(t)(Cij/rij12 − Dij/rij10) + WelecΣ qiqj/ε(rij)rij + WsolΣ(SiVj + SjVi)e(−r²/2σ²)
Modelo termodinâmico · estados unbound → bound
Diagrama dos estados termodinâmicos do docking molecular: interações intramoleculares e intermoleculares nos estados unbound e bound do complexo proteína-ligante

Decomposição do sistema proteína–ligante nos estados unbound e bound — base do cálculo da energia livre de ligação ΔG.

Fonte

SANTOS-MARTINS, Diogo et al. Accelerating AutoDock4 with GPUs and gradient-based local search. Journal of Chemical Theory and Computation, v. 17, n. 2, p. 1060–1073, 2021.

ManualGuia do usuário (PDF) →
A pesquisa

Ciência aberta para a pesquisa em dor

Desenvolvido em parceria entre universidade e institutos de pesquisa, o PainDocking coloca o poder do docking molecular acelerado por GPU nas mãos de pesquisadores — facilitando estudos de descoberta de novos analgésicos para o tratamento da dor inflamatória, neuropática e crônica.

Fluxo operacional do PainDocking

Da biblioteca de compostos ao ranking de candidatos — em quatro fases.

EntradaPreparaçãoTriagem N×NResultados
01
Entrada
Recebimento do arquivo
Biblioteca de compostos em .sdf.
02
Preparação
Split dos ligantes
Separação das moléculas do .sdf.
Open Babel
03
Preparação
Preparação dos ligantes
Conversão para .pdbqt.
Meeko
04
Preparação
Consulta de receptores
Alvos validados do Banco PainDocking.
05
Triagem N×N
Execução do docking
Cada par ligante–receptor (N×N) na GPU.
AutoDock-GPU
06
Resultados
Melhores energias
Menor ΔG de cada processo.
07
Resultados
Organização dos dados
Exportado em json / csv.
08
Resultados
Dashboard & 3D
Ranking e visualização dos complexos.
Open Babelsplit / conversão de formatos
Meekopreparação de ligantes → .pdbqt
AutoDock-GPUmotor de docking por GPU
Capacidades

Avanços em docking molecular

A plataforma PainDocking amplifica o potencial de identificação de novos medicamentos, oferecendo uma abordagem inovadora para a experimentação com docking molecular.

Análise acelerada de interações moleculares

O PainDocking proporciona uma análise acelerada e detalhada das interações entre ligantes e alvos moleculares, disponibilizando uma avaliação mais abrangente e eficiente dos resultados.

Estratégia aprimorada de virtual screening

A plataforma conduz um screening virtual, explorando interações moleculares para a identificação ágil e efetiva de compostos com potencial analgésico.

Seleção criteriosa de candidatos a fármacos

O PainDocking avalia rigorosamente cada ligante, utilizando uma extensa biblioteca de compostos para identificar as interações mais promissoras no desenvolvimento de novos analgésicos.

Banco de alvos

Seleção e preparação de macromoléculas alvo

O PainDocking conta com um banco de dados de macromoléculas alvo previamente selecionadas, preparadas e padronizadas. Essas macromoléculas são proteínas e enzimas envolvidas nas vias da dor. Elas são utilizadas nos processos de docking contra cada ligante enviado, facilitando o virtual screening dos alvos selecionados pelo usuário.

Padronização dos alvos

Cada alvo selecionado passou por um processo de padronização, no qual o redocking foi aplicado para validação. Esse processo incluiu a preparação do receptor e a definição dos parâmetros de coordenadas e tamanho da gridbox, replicando a posição original do ligante cristalizado. Foram gerados os maps de "ligand types" e realizados testes finais de docking para salvar as informações, a serem usadas nas etapas posteriores.

Disponível

Alvos validados · Dor

Em breve

Novos alvos

Macromoléculas validadas com redocking dos ligantes cristalizados
Macromoléculas sem redocking de validação
Disponibilização em breve