【分子对接教程】小分子-小分子对接(Vina)

【分子对接教程】小分子-小分子对接(Vina)

用途

使用Autodock Vina程序进行分子对接计算,研究小分子与小分子(主-客体)的结合模式与相互作用。例如,研究环糊精与药物小分子的包埋、两个有机小分子之间的相互作用、药物小分子在聚酰胺膜表面的结合。

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;

  2. 对每种结合构象进行打分评估,筛得若干最佳打分构象,称为姿势(Pose)或模式(Mode)。

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。

方式:设置一个盒子将口袋包裹住,配体分子将在此盒子内进行分子对接(搜索构象和打分评价)。

计算模式

本方案提供3种计算模式:

  • 柔性配体对接

    这是最主要最常用的功能,对应的是上述分子对接算法流程中的两个环节。

  • 原位优化

    当配体分子(的坐标)已在口袋中,使用该模式可在受体存在的情况下,优化配体的构象并获得打分。

    常用于优化晶体结构中的配体、手动对接或其他软件对接的结果、研究局部化学修饰对配体结合的影响。

  • 打分评价

    当配体分子(的坐标)已通过某种方式位于口袋,使用该模式对其结合构象进行打分评价。

    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

Autodock Vina的对接打分是Affinity,该值越小表示结合力越强。

注意:Affinity打分是以生物大分子-有机小分子体系的实验数据拟合得到的,在《蛋白/核酸/多肽-小分子对接(Vina )》一文中提到的经验法则不适用于小分子-小分子体系,但其相对值仍可用作结合力分析的参考指标。

入口

平台地址:https://cloud.yinfotek.com

功能入口:左侧菜单栏【计算方案】->【大方案】->【分子对接】->【小分子-小分子对接 Vina】

步骤

配置任务

  1. 上传受体和配体文件

    1、两者须事先处理,可参考《准备化合物结构》教程。

    2、对于环糊精这类分子,用户可从Crystallography Open Database (COD)数据库(http://nanocrystallography.org/http://crystallography-online.com/)找到它(或类似物)的晶体结构,再自行处理或使用【准备化合物结构】小工具处理;

    3、对于聚酰胺膜这类较大较复杂的分子,用户应自行准备,本平台暂无相应工具。

  2. 定义对接口袋,有三种方式:

    • 指定参数

      若已获悉盒子的坐标和尺寸,可直接填写盒子中心坐标和选择盒子大小边长。

    • 上传文件

      上传一个分子坐标文件,以指定盒子中心。

    • 以受体为位点

      以受体中心为位点,不必额外上传文件。

      例如:受体为环糊精,预期配体结合在其内部空腔中,可用此方式。

  3. 点击【显示盒子】;

  4. 观察视图中的盒子

    盒子是否足够大,能否把口袋(或整个受体)完全包裹,能否完全容纳配体分子?若否,调整盒子中心盒子大小,点击【显示盒子】或重新执行上一步。

  5. 选择【计算模式】及设置其他参数

    • 能量范围:输出构象间的最大能量差,数值越小,得到的构象越少;

    • 搜索极限:构象搜索的穷尽度,当配体结构拥有较多可旋转键(柔性较强)时,应增大该值;

    • 随机种子:控制输出结果的随机性。默认为空,即产生随机结果;若设置为正整数,则结果可重现。

    如无特殊要求,选择默认的“柔性配体对接”计算模式和默认参数即可。

  6. 点击【提交】,选择支付方式后,点击【确认】。

分析结果

计算完毕后,从【我的项目】->【项目列表】->【项目详情】找到任务,点击【查看】,进入分析页面。

  1. 查看打分

    查看打分列表,了解各个构象的打分分布情况,比较各个化合物的打分差异。

    RMSD:表示各构象相对于最佳构象(Pose 1)的重原子(除氢原子外的其他原子)空间位置差异程度。

    RMSD_ub:RMSD upper bound,即构象间原子严格对应的RMSD(忽略对称性),常用于非对称分子;

    RMSD_lb:RMSD lower bound,即构象间原子最佳RMSD(考虑对称性),常用于对称分子。

    注意:在普通分析中,大可不必考虑该RMSD。

  2. 分析相互作用

    通过视图分析受体-配体间相互作用,挑选符合预期、能够解释问题的结合模式。通过控制面板调整显示样式,点击【截图】下载高清图片。

  3. 提取构象

    选择你要提取的化合物构象,填写输出文件名,点击【提取】。该功能主要用于提取对接结果用于其他分析。

  4. 合成复合物

    步骤同提取构象。该功能主要用于生成受体与对接结果的复合物,用于其他分析。

  5. 文件列表

    从这里可以下载所有计算文件。