含共晶配体蛋白与小分子的分子对接(DOCK 6.9)


1. 前言

本教程讲述如何使用殷赋云平台的【蛋白/核酸/多肽-小分子对接(DOCK 6.9)】方案和相关小工具,实现含共晶配体的蛋白与小分子的对接计算。

2. 流程图

graph LR
A(准备受体三维结构) --> B(分子对接)
B(分子对接) --> C(分析结果)
D(准备配体三维结构) --> B

3. 结构信息

受体蛋白:人Serine/threonine-protein kinase B-raf蛋白,uniprot AC号:P15056,PDB编号:5ITA

配体:有机小分子ab

4. 平台操作步骤

4.1 准备结构

4.1.1 准备受体三维结构

用途

处理受体蛋白PDB结构:修复残基、添加氢原子、分离受体和配体(若有)、剔除多余结构(如:水分子、助溶剂)。

步骤

  1. 打开殷赋云平台(https://cloud.yinfotek.com/)【处理PDB结构】小工具;

  2. 输入PDB编号5ITA,点击【确定】;

  3. 删除多余结构(水分子),保留蛋白和共晶配体;

    该晶体结构为同源二聚体,含有A、B两条链,各包含一个共晶配体。我们保留A链受体蛋白和配体,删除B链结构和所有水分子,如下图所示。

  1. 点击【准备】,下载受体和共晶配体文件。

    receptor.pdb为受体文件

    6DC801.mol2为共晶配体文件,该共晶配体文件包含口袋位点信息,可用于定义对接口袋。

4.1.2 准备配体三维结构

用途

为化合物添加氢原子、偏电荷(partial charge)、生成良好的3D结构,为后续模拟计算提供初始结构。

步骤

  1. 打开殷赋云平台【准备化合物结构】小工具;

  2. 绘制化学结构或上传分子文件;

  3. 勾选【质子化/去质子化】,点击【准备】,下载文件。

    • 用于分子对接时,一般要勾选【质子化/去质子化】;
    • 建议更改文件名为有意义的名称。

4.2 对接计算

  1. 打开殷赋云平台【蛋白/核酸/多肽-小分子对接(DOCK 6.9)】大方案,创建任务,进入提交任务页面;

  2. 上传受体和配体结构文件;

  3. 上传共晶配体文件,点击【显示盒子】;

    • 使用【准备受体三维结构】步骤中生成的包含口袋位点信息的共晶配体文件定义对接口袋
    • 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。
    • 稍等片刻,即返回盒子中心、盒子大小数据和图形。
    • 若盒子大小不合适,可调整盒子边缘,再次点击【显示盒子】。

  4. 设置计算模式,【提交】任务。

    除非你知道为何选择其他模式,否则一律采用柔性配体对接模式。

4.3 结果分析

  1. 待任务完成,点击【查看】,进入分析页面;

  2. 查看对接打分,下载scores.csv文件;

    Grid Score:对接打分,该数值越小表示结合力越强,因此,Pose 1总是最强的。Grid Score由范德华力贡献和静电力贡献构成:Grid Score = Grid_vdw + Grid_es;

    Grid_vdw:范德华力贡献,一般表现为疏水作用、π-π堆积等非极性作用;

    Grid_es:静电力贡献,一般表现为氢键、盐桥(离子键)、π-阳离子相互作用等极性作用;

    Internal Energy:受体-配体相互作用时的内部排斥能,数值越大,排斥力越大,表明该构象越不“舒服”,但远小于Grid Score时可以忽略。该指标主要用于警示异常结果,一般不用于结合模式分析;若不确定数值是否合理,可咨询客服;

    Cluster Size:当前结果代表的簇的规模(包含多少个相似构象),无太大用途。

    评价对接打分的经验法则(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。

  3. 查看相互作用,调整视图,点击【截图】下载图片;

    • 一般选取符合预期(比如与某些关键氨基酸有作用)的或者含有极性作用(氢键、盐桥)较多的结果;更多详细分析,请参考《文献重现》的第7点;
    • 右侧可调整视图样式,右下角可切换化合物和构象;
    • 建议下载无标签图片(点击【残基标签】隐藏之),再用PhotoShop加上标签。

  4. 若有需要,提取对接构象,合成复合物结构。


文章作者: 殷赋量子氢
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