SPARK™
为您的项目产生高度创新的创意，以探索化学空间并规避IP和毒性陷阱
SPARK概述
Spark可为你分子的关键部分搜寻到生物等排体，并为分子生长和分子连接过程提供指导。无论您的研究目标是R基团探索、专利突破还是骨架跃迁，您的结果除了包括您自己想到的结构之外，还有包括具有化学意义且完全出乎意料的新结构。Spark给了你一个先机，在把你最好的想法转移到实验台之前，先在你的计算机桌面上探索替换的可能结果。
SPARK可以用来做什么
- 为您的项目产生极具创意的想法
- 通过对骨架替换发现新系列化合物与非显而易见的知识产权
- 从试剂中发现最佳的R基团
- 通过蛋白结合位点中另一个分子的引导，从一个配体出发往新区域生长获得新化合物空间
- 将同一个结合位点中的两个片段连接起来
- 将两个原子用连接臂连接，获得环状分子
- 搜索可替换配体周围水分子的R-基团
SPARK数据库
Spark数据库来源于市售的筛选化合物（eMolecules 筛选化合物）、文献报告（ChEMBL）、专利（SureChEMBL）、理论环系（VEHICLe）和商业试剂（eMolecules 构建块）。
更大的数据库根据片段出现的频率进行拆分。
Spark数据库还提供基于晶体学开放数据库（Crystallography Open Database）和剑桥结构数据库（Cambridge Structural Database ）的小分子晶体结构数据。
SPARK Docking
从蛋白活性位点里直接挑选发生配体-蛋白质相互作用的片段。每当您希望找到与蛋白的活性位点相互作用的新结果时，你就可以使用这种方法将配体和片段生长到目标蛋白质的未被占用的口袋中，而不是从现有的起始物或参考分子开始绘制。
右图：Spark 中的对接工作流（PDB：6TCU）。 A) 选择起始分子的一部分进行替换。 B) 所选片段被删除。 C) 一个新的片段以合理的方向连接到截短的起始分子上。 D) 使用 Lead Finder™ 优化新结果分子的结合模式。
易用的用户界面
容易使用的界面可以便捷从起始分子快捷生成一系列全新的分子，特性分析与打分可帮你选出最具创意的先导化合物并具有您所需的全部性质。
- 对结果进行过滤发现理化性质与生物活性俱佳的结构
- 将结构肩并肩或按骨架聚类可视化分析
- 从真实、文献或尚未被探索的化合物库中搜索片段
- 用试剂或用自己专有的数据库构建数据库
- 将同一个结合位点中的两个片段连接起来
- 将两个原子用连接臂连接，获得大环化分子
- 搜索数据库发现可替换配体周围水分子的R-基团
支持平台
SPARK支持Windows,Mac OS与Linux三大操作系统，都提供了直观的图形用户界面与以任务为中心的命令行界面，此外还提供了KNIME与Pipeline Pilot界面。
SPARK界面截图
| SPARK GUI | SPARK Project wizard | SPARK region selector | Starter window in SPARK |
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| SPARK Molecule Editor | SPARK Constraints Editor | SPARK Database | SPARK Database Updater |
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| Advanced search options in SPARK | Visualization of results in SPARK | Multi-parameter optimization in SPARK | SPARK integration with Flare |
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产品特性
| 特性 | GUI | CLI |
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| SPARK实验 | ||
| 搜索全新母核 | ||
| 从最新的商品化的化学品与试剂中进行R基团搜索 | ||
| 根据另一个配体从一起始分子开始在活性位点里往新的区域生长 | ||
| 将同一个位点位点里的两个配体用连接臂连接起来 | ||
| 用连接臂将两个原子间链接起来生成大环分子 | ||
| 将配体周围的结晶水用基团进行替换 | ||
| 发现生物等排体 | ||
| 从2D结构开始 | ✔ | |
| 从3D构象开始 | ✔ | ✔ |
| 从ChemDraw或其它应用复制起始分子结构 | ||
| 从RCSB直接下载起始分子 | ✔ | |
| 控制新化合物成键时的元素类型与杂化状态 | ||
| 一次搜索一个数据库，检查不同计算的结果，将新的结果追加到现有的项目里 | ✔ | |
| 一次搜索多个数据库 | ✔ | ✔ |
| 用场与药效团进行约束以确保指定的相互作用保留下来 | ✔ | ✔ |
| 结果用多个参比分子进行打分 | ✔ | ✔ |
| 结果用不同的相似性方法打分 | ✔ | ✔ |
| 在计算的时候用SMARTS模式或分子编辑器画的片段进行过滤 | ✔ | ✔ |
| 在计算时根据想要的亲水性、极性表面积以及柔性特征对结果进行过滤 | ✔ | ✔ |
| 支持用Cresset Engine Broker链接到远程服务器计算 | ✔ | ✔ |
| 结果分析 | ||
| 浏览2D图形 | ✔ | |
| 获得与参比分子叠合好的3D结构 | ✔ | ✔ |
| 起始分子、设计的化合物与蛋白的3D视图 | ✔ | |
| 不同风格的蛋白飘带 | ✔ | |
| 一键聚焦于结合位点 | ✔ | |
| 仅展示结合位点的蛋白飘带 | ✔ | |
| 用故事板截图、注释、记录与回放 | ✔ | |
| 用SMARTS模式或分子编辑器画的片段对结果进行过滤 | ✔ | |
| 用Murcko骨架对结果进行聚类 | ✔ | |
| 用骨架或取代基对结果进行聚类 | ✔ | |
| 多参数打分 | ||
| 组合生物排体与理化性质建立打分方法 | ✔ | |
| 在雷达图中直观地观察理化性质 | ✔ | |
| 用雷达图或着色评估综合打分 | ✔ | |
| 将多种性质特征汇总于一张雷达图中 | ✔ | |
| 根据雷达图打分进行过滤与排序实现多参数打分 | ✔ | |
| 确保每个新的想法在标准物理性质上（比如logP,TPSA,MW等）都能满足项目指南的要求 | ✔ | ✔ |
| 通过监视CSD两面角频率以确保新分子的构象是真实的 | ✔ | ✔ |
| 支持收藏的功能以便后续进一步分析 | ✔ | |
| 自定义标签以便后续进一步分析 | ✔ | |
| 通过对连接点原子类型的监控以评估化学可行性 | ✔ | ✔ |
| 数据库管理 | ||
| 支持将自己的数据库碎片化建立自己的数据库 | ✔ | ✔ |
| 控制数据库中片段的尺寸与柔性 | ✔ | ✔ |
| 支持将将商品销售的试剂转化为数据库 | ✔ | ✔ |
| 支持自定义试剂转为片段数据库的规则 | ||
| 在搜索前可以观察哪些数据库需要更新 | ✔ | ✔ |
| 一次升级全部的数据库或选定的数据库 | ✔ | ✔ |
| 工作流的整合 | ||
| 通过REST界面计算理化性质 | ✔ | |
| 整合至KNIME或Pipeline pilot | ✔ | |
| 结果导出 | ||
| 将选中的或收藏的化合物发送给Flare或Forge进行进一步分析 | ✔ | |
| 将结果导出为标准的mol2或sdf格式文件 | ✔ | ✔ |
| 将结果导出为Excel或Spotfire的的CSV格式 | ✔ | |
| 将MEP表面导出为CCP4，Cube，Insight或MOE格式 | ✔ | |
算例与教程
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