2022年11月18日，英國東安格利亞大學計算科學學院的研究人員在Journal of Chemical Information and Modeling上發表論文“Interactive Flexible-Receptor Molecular Docking in Virtual Reality Using DockIT”。

研究人員開發了DockIT軟件，其可以在虛擬現實設備中使用，進行柔性分子對接。其利用GPU加速，有助于結合位點已知的基于結構的藥物設計，而且特別適合在教學領域幫助學生可視化地理解生物分子相互作用。

交互式對接使用戶能夠引導和控制兩個生物分子以一種結合的姿勢進行對接。當結合位點已知且被認為適用于基于結構的藥物設計（structure-based drug design, SBDD）和需要進行生物分子相互作用教學時，它特別有用。對于SBDD，它使專業知識和直覺能夠在藥物設計過程中發揮作用。在教學中，它可以向學生傳授最基本的生物分子功能。

A.力計算和基于空間的碰撞檢測。作者分別針對柔性對接和剛性對接應用了不同的方法。并且DockIT利用GPU可以針對數十萬個原子組成的分子將力計算時間縮短到小于2 ms.

B. 使用線性響應進行受體柔性(receptor flexibility)建模。作者采用了論文“Haptic-Assisted Interactive Molecular Docking Incorporating Receptor Flexibility”中的方法，使用線性相應來建模受體柔性。

C. 分子表面的實時可視化?？梢暬肿咏Y構的三維形狀并識別其中的特征對于交互式分子對接非常重要。作者采用四種主要的圖形描述：空間填充(space-filling)、球-棍(ball-and-stick)、骨架(backbone)和分子表面(the molecular surface)。呈現分子表面對于指示潛在的結合位點非常有用，因為這些位點可能表現為空腔(cavities)。論文方法對于實時呈現受體的柔性分子表面非?？焖?。

D. 虛擬現實中的對接仿真控制。作者將DockIT實現了對Oculus Touch控制器(手柄)的支持。這類設備非常適合基于VR的交互式對接模擬，因為它們提供了移動、旋轉和與分子交互的直觀方式，增強了整體用戶體驗。作者將每個控制器連接到分子質量中心的一個分子(左側為受體，右側為配體)。每個控制器允許用戶通過單擊拇指棒來更改相應分子的3D分子表示(例如，空間填充、球-棍等)。還可以通過按下受體的Y按鈕和配體的B按鈕來打開/關閉表面透明度。 

圖2展示了使用Oculus Touch控制器進行控制和導航。

圖2 使用Oculus Touch手柄在DockIT軟件中導航交互式對接模擬。各種控制器和按鈕的說明：(1) 左手握持+拇指操縱桿和/或左手握持/右手拇指桿分別將場景轉換為“全局”左/右/上/下和內/外。(2) Y和B按鈕分別啟用/禁用受體和配體的表面透明度。(3) 旋轉右側控制器可以進行“全局”旋轉。(4) 按下左拇指桿和/或右拇指桿分別切換受體和配體的分子表示。(5) 左觸發器+左手握把移動并旋轉受體，而右觸發器+右手握把移動和旋轉配體。

作者在三個不同GPU上測試了軟件的性能。作者記錄了麥芽糖結合蛋白（5737個原子）與麥芽糖（45個原子）相互作用的模擬。使用VR控制器，作者將麥芽糖移入和移出潛在結合位點，觀察構象變化。每個測試都包括在VR模式和標準2D模式下進行相同的模擬，并記錄每秒的幀速率。平均幀率如表1所示。幀率包括碰撞檢測、氫鍵計算、力計算、受體構象響應以及渲染表面或球棍模型的成本。