无共晶配体蛋白与小分子的分子对接(DOCK 6.9)


1. 前言

分子对接需要定义好配体的结合口袋。上一篇教程《【殷赋云教程】含共晶配体蛋白与小分子的分子对接(DOCK 6.9)》介绍了使用共晶配体定义口袋的方法。当受体蛋白没有共晶配体时,又该怎么办呢?在这种情况下,研究者应多方收集信息,尽量从文献中、实验数据中、含有共晶配体的同源蛋白或蛋白家族的晶体结构中,获悉小分子的结合位点,一旦知道关键残基,则可直接选择残基来定位。当该方式不奏效时,可考虑使用软件预测(识别)结合位点。

本期教程讲述如何使用殷赋云平台大方案和相关小工具,实现无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(识别结合位点)
B(识别结合位点) --> C(分子对接)
C(分子对接) --> D(分析结果)
E(准备配体三维结构) --> C

3. 结构信息

受体蛋白:来自Bacteroides fragilis的Putative sulfatase yidJ蛋白,uniprot AC号:Q64XZ4,PDB编号:2QZU

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

  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2QZU,点击【确定】;

  3. 删除多余结构(水分子),保留蛋白;

  1. 点击【准备】,下载文件。

4.1.2 识别结合位点

  1. 打开殷赋云平台【识别结合位点】小工具;

  2. 上传受体文件,点击【检测位点】;

  3. 查看位点情况,选定合适的位点,点击【下载文件】。

4.1.3 准备配体三维结构

  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. 上传位点文件,点击【显示盒子】;

    稍等片刻,即返回盒子中心、盒子大小数据和图形。

  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,下载数据文件scores.csv;

    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】隐藏标签),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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