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蛋白对接_【分子对接教程】蛋白/核酸/多肽小分子对接(DOCK 6.9)

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用途

基于UCSF DOCK 6.9程序开展分子对接分析,在系统研究蛋白、核酸及多肽与有机小分子之间相互作用模式的基础上, 利用该软件对相关物质间的结合关系进行详细解析

预备知识

分子对接的算法流程

  1. 将配体放置在受体口袋中,搜索/调整配体构象,获得可能的结合构象;

对每种结合构象进行评分评估后会筛选出若干最佳得分构象,并将这些最佳得分构象定义为 姿势模式

定义口袋

该步骤的目的是告知程序在受体中哪个区域进行分子对接。

大致流程如下:

  1. 采用微球状颗粒物填满受体外表面的空间裂隙;
  2. 通过精确定位标记点,并选取与之相邻区域内的微球;
  3. 在选定区域内构建包围盒并将微球包裹其中,在此空间内建立能量格栅(Grid);
  4. 配体分子会依次排列于各微粒表面,并在能量格栅中进行得分为评估依据。

计算模式

本方案提供5种计算模式:

  • 柔性配体对接

该功能是核心常见 的操作功能,在分子对接算法流程中涉及的是这两个关键步骤

此功能是系统运行中的重要组成部分,在分子对接算法流程中涉及这两个关键步骤

  • 固定锚点对接

如果配体分子已经在口袋中,想搜索更好的结合取向,可用这种模式。

  • 刚性配体对接

配体自身保持刚性,经平移、旋转,在口袋内寻找合适的结合取向。

该模式仅适用于特殊情况,例如:希望配体保持某种特殊的构象。

  • 原位优化

当配体分子(的坐标)被放置于口袋内部时,在受体存在的环境中基于该模式设计的方法能够优化其构象以获得评分。

该方法广泛应用于晶体结构中作为配体的部分、以及在手动或软件对接过程中所获得的结果,并探究局部化学修饰对其结合效果的影响。

  • 打分评价

当配体分子(的位置参数)经预先确定的方式被安置于受体的内部空间后,在此方案下对配体与靶受体之间的动态结合构象进行量化评估

常用于比较不同软件的对接结果、评价某种结合构象的优劣。

对接打分

DOCK 6.9的配对评分是通过计算得出的参数值 GridScore ,其中评分结果数值越小则表明分子间结合力更强;在这一评估过程中有两个主要组成部分:Grid\_vdwGrid\_es 分别代表非极性相互作用(即范德华力)以及极性相互作用(即静电力)所占的比例;此外还有一个关键指标 InternalEnergy ,它具体指出了受体与配体之间的相互排斥能量。

Grid Score = Gridvdw + Grides

另外,有以下经验法则(rule of thumb):

    • Grid Score > -40 kcal/mol,结合力较差;

    • -70 kcal/mol < Grid Score <= -40 kcal/mol,结合力中等;

    • Grid Score <= -70 kcal/mol结合力较强。

注意:上述法则并非绝对,应以实验结果为准。

入口

平台地址:https://cloud.yinfotek.com

计算方案

计算方案

步骤

配置任务
  1. 上传受体和配体文件

注意:两者须事先处理,可参考《处理PDB结构》和《准备化合物结构》教程。

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  1. 定义对接口袋,有2种方式:
  • 上传文件

上传一个分子坐标文件,以指定盒子中心。

例如:晶体结构中的共晶配体、软件预测的口袋位点文件。

  • 选择残基

选择受体中已知的关键残基。

例如:从文献或实验中获知的有关键作用的氨基酸。

点击【显示盒子】;

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观察视图中的盒子

显示盒子

显示盒子

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选择【计算模式】及设置其他参数;

点击【提交】,选择支付方式后,点击【确认】。

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分析结果

我的项目

我的项目

  1. 查看打分

查阅评分清单以研究各类构象的评分分布情况,并考察各类化合物之间的评分对比差异;特别关注范德华力与静电作用是否存在显著差异

Gridvdw(负数)数值较小时, 一般表示为具有较多疏水作用的状态。每一个Grides单位大致对应一个极性相互作用(如盐桥连接、氢键形成以及π-阳离子相互作用等),其中盐桥和氢键含量较高时能够有效促进固定配体结合取向。

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  1. 分析相互作用

截图

截图

利用 视图进行受体-配体相互作用分析,并筛选出符合预期且能有效解释问题的结合模式。通过控制面板调节显示样式设置后,请单击【截图

必要时,可隐藏残基标签,使用Photoshop等工具修饰图片、添加标签。

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  1. 提取构象

提取

提取

提取

提取

提取

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  1. 合成复合物

此步骤涉及 提取构象 的过程。该模块主要负责构建受体与对接结果的复合物结构,并用于后续的分析计算。

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  1. 文件列表

从这里可以下载所有计算文件。

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