【分子对接教程】蛋白/核酸/多肽-小分子对接(Vina)

【分子对接教程】蛋白/核酸/多肽-小分子对接(Vina)

用途

使用Autodock Vina程序进行分子对接计算,研究蛋白/核酸/多肽与有机小分子的结合模式与相互作用。

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。通常有以下经验法则(rule of thumb):

    • Affinity > -4 kcal/mol,结合力极弱或认为无结合;

    • -7 kcal/mol < Affinity <= -4 kcal/mol,结合力中等;

    • Affinity <= -7 kcal/mol,结合力较强。

    注意:上述法则并非绝对,应以实验为主,或者采用其他对接方案进行打分评估。

入口

平台地址:https://cloud.yinfotek.com

功能入口:平台左侧菜单栏【计算方案】->【大方案】->【分子对接】->【蛋白/核酸/多肽-小分子对接 Vina】

步骤

配置任务

  1. 上传受体配体文件

    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。

  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。

      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。

  3. 点击【显示盒子】;

  4. 观察视图中的盒子

    盒子是否足够大,能否把口袋完全包裹住,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。

  6. 点击【提交】。

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。

  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。

    必要时,可隐藏残基标签,使用Photoshop等工具修饰图片、添加标签。

  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。