计算机辅助药物设计:分子对接
分子对接计算是把配体分子放在受体活性位点的位置,然后按照几何互补、能量互补以及化学环境互补的原则来实时评价配体与受体相互作用的好坏,并找到两个分子之间最佳的结合模式。分子对接的最初思想起源于FisherE.的”钥匙和锁模型”,是模拟配体小分子与受体生物大分子相互作用的一种技术方法。
随着X-射线晶体学和高通量测序等技术的不断发展,越来越多的蛋白晶体结构得到确证,其相应的基因信息也随之公布。蛋白质等生物大分子结构和功能信息的“井喷”,产生了愈来愈多的药物靶标,加之计算科学的蓬勃发展亦极大地促进了分子对接和虚拟筛选技术在药物设计领域的应用推广。目前被广泛应用的开源免费分子对接软件有很多,包括AutoDock、SLIDE、DOCK以及AutoDockVina。可以说分子对接技术门槛不高,但难于精通,容易获得假阳性结果。
由于生物大分子与小分子的识别过程相当复杂,研究者不可忽视对研究体系的充分了解,比如,热点残基和关键相互作用的识别,口袋内水分子的去留,金属离子的处理。同时,实验测得的生物大分子三维结构常常包含各种各样的问题,比如精度过低、原子缺失。这些都将严重影响分子对接结果的准确性。因此,对接前处理显得尤其重要。大量研究表明,对于与共结晶配体分子结构差异较大的化合物,或者受体口袋空间较大(或较小)或柔性较大的体系,采取默认参数与操作经常会得到令人失望的结果。常见的情况是,同一骨架的衍生物结合模式理应相仿,却得到取向各异的构象;按照对接打分进行排序,活性较好的化合物排序靠后,活性较差的化合物排序靠前。另外,计算机的运算性能也是制约大规模分子对接的因素之一。这些情况下,都需要加入更多经验指导或进行特殊处理。
在现代研究中,分子对接能有效运用于:
探索药物小分子和大分子受体的具体作用方式和结合构型;
筛选可以与靶点结合的先导药物;
解释药物分子产生活性的原因;
4. 指导合理地优化药物分子结构。
分子对接的基本流程如下:
对接前结构准备,包括:受体结构与小分子化合物(库);
分子对接计算,包括:构象搜索和打分评价;
结果分析,包括:对接构象或苗头化合物挑选、结合模式分析、打分情况和作用力分析;等等。
关于分子对接服务,我们的服务内容为:
同源模建(受体无结构)
受体、配体准备
结合位点判断
蛋白柔性构象探索
配体构象数据库准备
分子对接
结果分析、评价
分子对接技术门槛不高但难于精通,容易获得假阳性结果。精确的分子对接结果离不开多方面的知识技术储备和长期的一线经验积累。选择唯信计算,让专业的人做专业的事,您只要提供相关生物学信息,即可由我们帮助您发现合理的结合模式和结果分析。
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