DockLab

本地分子对接可视化科研平台 · Local Molecular Docking & Visualization Platform

English version: README.en.md

项目简介

DockLab 是一款面向药物发现与计算化学研究的本地化分子对接平台，将分子结构预处理、结合口袋预测、对接参数控制与三维结果可视化整合为一条可复现、可追溯的科研工作流。平台在保证对接精度的同时，通过交互式 3D 调盒与一键口袋预测降低使用门槛，适合从结构生物学、计算化学到药物筛选的多样化科研场景。

核心优势

• 本地优先，数据可控：全部计算在本机完成，分子数据与任务记录不依赖外部云服务，适用于科研数据保密与合规场景。
• 全流程自动化：从 PDB ID 下载、分子格式转换、加氢/去水，到口袋预测、对接计算、打分分析与构象导出，一站式完成。
• 交互式对接盒子：在 3D 蛋白-配体场景中直接拖拽盒子中心与顶点，左侧参数面板实时双向同步。
• 自动化口袋预测：内置几何空腔识别，并支持 FPocket 工业级口袋检测，一键生成初始盒子，同时保留手动微调能力。
• 模块化架构：前端交互、后端服务、口袋预测与对接引擎完全分层，便于维护、测试与二次开发。
• 高精度参数保留：随机种子、CPU 数、搜索深度、超时控制等专业参数完整开放，不因自动化而牺牲精度。

功能特性

模块	能力
分子输入	PDB ID、CDXML、SDF、MOL、MOL2、SMILES
受体预处理	自动去水/去杂原子、生成 PDBQT
预处理工具箱	批量分子上传、标准化、构象生成、属性计算、格式转换
3D 可视化	蛋白卡通、配体构象、对接盒子实时渲染
对接盒子	手动坐标输入、画布拖拽、自动口袋预测
对接引擎	AutoDock Vina、AutoDock4/AutoGrid4 扩展接口
结果分析	多构象打分、RMSD、CSV 报表、构象导出
任务管理	本地持久化、失败重启、批量删除、打包下载
语言界面	中文 / English 切换，可扩展更多语言

技术架构

• 前端：Vue 3、Vite、Element Plus、3Dmol.js、Pinia
• 后端：FastAPI、Uvicorn、Pydantic
• 分子计算：RDKit、Biopython、OpenBabel
• 对接计算：AutoDock Vina、AutoDock4 / AutoGrid4
• 口袋预测：内置几何空腔识别，可选 FPocket

快速开始

直接使用（Windows）

从 GitHub Releases 下载 CaddPlatform.exe，双击运行，浏览器将自动打开平台页面。

• 支持 Windows 10/11 64 位
• exe 已内置 Python 运行时、前端页面、RDKit、OpenBabel 与对接引擎
• 使用 exe 无需预装 Python、RDKit、OpenBabel、AutoDock Vina 或 AutoDock4
• 默认数据目录：%LOCALAPPDATA%\CaddPlatform\data
• 可通过环境变量 PAX_DATA_ROOT 自定义数据目录

访问说明

127.0.0.1 是“本机地址”，只代表当前运行程序的那台电脑。每个用户需要在自己电脑上运行各自的 exe，然后浏览器访问自己电脑上的 http://127.0.0.1:8000。

如需让局域网内其他设备访问同一实例，请将启动地址改为 0.0.0.0，例如 python scripts/run_app.py --host 0.0.0.0 --port 8000，并让其他设备访问服务器的局域网 IP 地址。

源码运行

环境要求

• Windows 10/11 64 位（推荐）
• Python 3.11+
• Node.js 20+
• 源码模式需自行安装 OpenBabel、AutoDock Vina、AutoDock4/AutoGrid4

前端

cd frontend
npm install
npm run build

后端

cd backend
pip install -r requirements.txt
cd ..
python scripts/run_app.py --host 127.0.0.1 --port 8000

服务启动后，在浏览器中访问 http://127.0.0.1:8000 即可使用平台。

测试

cd backend
python -m pytest -q

打包发布

python -m pip install pyinstaller
python scripts/build_standalone_windows.py

产物位于 dist\CaddPlatform.exe。如需将 OpenBabel、AutoDock Vina、AutoDock4/AutoGrid4 一并打包，将对应工具目录放入项目 tools/ 下，或设置环境变量 OPENBABEL_DIR、VINA_DIR、AUTODOCK_TOOLS_DIR。

目录结构

docklab/
├── backend/       # FastAPI 后端与分子计算模块
├── frontend/      # Vue3 前端与 3D 交互界面
├── scripts/       # 启动、测试、打包与演示脚本
├── docs/          # 发布与维护文档
└── dist/          # 本地构建产物（不入库）

发布与贡献

发布步骤见 docs/GITHUB_RELEASE.md。欢迎通过 GitHub Issues 反馈问题，或提交 Pull Request 参与改进。

贡献规范见 CONTRIBUTING.md，安全报告方式见 SECURITY.md。

License

本项目采用 MIT License。

Citation

如果 DockLab 对你的研究有帮助，欢迎在论文中引用本仓库，引用格式见 CITATION.cff。