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在前期的介紹中,小編分別為大家介紹了分子對(duì)接的案例以及適用范圍,看完之后是不是躍躍欲試呢?那么,在本期中,小編將為大家介紹一款常用分子對(duì)接軟件的使用!
分子對(duì)接(molecular docking)依據(jù)配體與受體作用的“鎖-鑰原理”(lock and key principle),模擬小分子配體與受體生物大分子相互作用。配體與受體相互作用是分子識(shí)別的過(guò)程,主要包括靜電作用、氫鍵作用、疏水作用、范德華作用等。通過(guò)計(jì)算,可以預(yù)測(cè)兩者間的結(jié)合模式和親和力,從而進(jìn)行藥物的虛擬篩選。
考慮到大家為首次接觸分子對(duì)接軟件的操作,因此本教程選取了操作十分便捷的分子對(duì)接軟件——LeDock1,并以神經(jīng)氨酸苷酶(neuraminidase)為例,來(lái)介紹其使用。選取的蛋白配體復(fù)合物晶體結(jié)構(gòu)文件為3cl0,可從PDB數(shù)據(jù)庫(kù)上下載:http://www.rcsb.org,亦可在我們分享的網(wǎng)盤(pán)中獲取。
軟件界面
LeDock共含有2個(gè)標(biāo)簽,分別為L(zhǎng)ePro與LeDock。其中,LePro用于蛋白的處理(如刪去蛋白中的水分子、離子、金屬、配體、輔因子等),并會(huì)生成用于下一步分子對(duì)接的in文件,而LeDock則是在各項(xiàng)參數(shù)確定了之后進(jìn)行分子對(duì)接。
軟件操作
一、蛋白準(zhǔn)備
在LePro標(biāo)簽的Protein input中選擇3cl0.pdb的路徑(注意路徑中不能含有中文),然后軟件會(huì)自動(dòng)在選擇在該路徑下生成pro.pdb(處理過(guò)后的蛋白的pdb文件)及dock.in(用于下步分子對(duì)接的參數(shù)文件),點(diǎn)擊Add Hydrogen,上述2個(gè)文件就會(huì)立馬生成。
dock.in文件包括了均方根偏差(RMSD),Binding pocket及Number of binding poses。RMSD表示對(duì)接出來(lái)的構(gòu)象聚類(lèi)時(shí)RMSD的截?cái)嘀;Binding pocket表示結(jié)合位點(diǎn)的3維坐標(biāo),分別為xmin xmax,yminymax,zmin zmax;Numberof binding poses表示生成的構(gòu)象個(gè)數(shù),經(jīng)聚類(lèi)后產(chǎn)生的構(gòu)象數(shù)會(huì)少于之前所生成的數(shù)目。
二、分子對(duì)接
在LeDock標(biāo)簽的Protein input,Docking input中分別指定上一步生成的pro.pdb與dock.in文件的路徑,在Ligand input中指定需要進(jìn)行對(duì)接的配體——lig.mol2的路徑(該路徑需和前兩個(gè)文件的路徑相同,且對(duì)接的分子需要為mol2格式)。比較后,點(diǎn)擊Start docking,會(huì)生成lig.dok文件(對(duì)接產(chǎn)生的化合物構(gòu)象所在文件),該文件可用Pymol來(lái)觀察化合物的構(gòu)象。
三、Pymol的使用
打開(kāi)Pymol,選擇菜單欄中的File>Open...,在文件類(lèi)型中選擇ALL Files,再找到lig.dok的文件,雙擊打開(kāi),即可查看生成的化合物的構(gòu)象。
若要查看其與蛋白結(jié)合的情況,可再按上述方法打開(kāi)pro.pdb文件,再在圖形界面的pro欄中點(diǎn)擊S>as>cartoon,即可以cartoon的模式來(lái)顯示蛋白以得到更為清楚的圖像。
若要比較對(duì)接的精度,可以打開(kāi)3CL0.pdb文件,該晶體文件中本身便有配體,而我們也正是使用該配體進(jìn)行重對(duì)接,來(lái)評(píng)估對(duì)接的精度,在3CL0欄中點(diǎn)擊A>preset>ligand sites>cartoon,即可查看到晶體中的配體與蛋白的相互作用模式,再將生成的構(gòu)象與其比較即可判斷對(duì)接的精度。(注意:生成的構(gòu)象為lines的顯示模式,且含有氫,而晶體結(jié)構(gòu)中的配體不含氫,且此時(shí)其為sticks模式,為更好地觀察,可進(jìn)行下述操作:分別在生成的構(gòu)象對(duì)應(yīng)的欄中選擇S>as>sticks,再在3CL0欄中選擇A>hydrogens>add即可)。圖2即為晶體結(jié)構(gòu)中的配體構(gòu)象與對(duì)接后打分比較高的配體構(gòu)象,兩者是不是非常接近呢!
文件信息
文件大。701952 字節(jié)
MD5:407A739622A40984673F5B6BCD4D1735
SHA1:F57C029D0BD761A7FD3FECE9A6E68087D6D1AFA9
CRC32:53CCE558