Rosetta基础2:preparing ligand
Rosetta是基于残基模块计算,也就是说Rosetta不把原子单独对待,而是把它们看作一个完整的化学实体。为了实现这个目标,Rosetta必须知道键长、键角以及其它性质。对标准残基和小分子残基模型都是必须的。Rosetta在params文件中对残基的性质进行编码。Rosetta数据库包含常见氨基酸残基和小分子残基的parmas文件。当我们添加新的配体时,需要生成新的parms文件。
What is a Params File
params文件包含残基的几何形状和化学特征的信息,为了让Rosetta理解怎样运行这个残基,应该有一个和这个残基相关联的params文件。可在Rosetta/main/database/chemical/residue_type_sets/fa_standard/residue_types 查看标准残基的params文件
Generating the Params File
我在win10上装的openbabel-3-1-1版本,利用open babel生成配体构象簇(conformers)
D:\abc\Chem\Rosetta\prepare-ligand\UNK> obabel UNK.mol2 -O UNK_conformers.sdf --conformer --nconf 30 --score rmsd --writeconformers
Initial conformer count: 30
128 attempts, 35 duplicates, 64 failed filter.
0 0 0 0
0 0 0 6
2 2 1 6
2 0 1 0
2 0 1 11
2 1 1 11
2 1 1 4
2 2 1 4
.........
0 1 0 2
2 2 0 5=====> Starting conformers search with a Genetic Algorithm <=====
Perform elitist generation replacement with mutation only
Mutation probability: 0.2
Will stop after 5 generations without improvement.Generation #1 0.394971
Generation #2 0.394971
Generation #3 0.394971
Generation #4 0.394971
Generation #5 0.394971
Generation #6 0.394971
1 0 2 3
1 0 0 3
1 0 0 6
2 0 0 0
1 1 2 2
.........
2 0 1 1
GetConformers:
1 0 2 3
1 0 0 3
1 0 0 6
2 0 0 0
..........
2 0 1 1
1 molecule converted
当生成 UNK_conformers.sdf,就可利用Rosetta生成params文件
[user@localhost UNK]$ /usr/local/python-2.7.16/bin/python2 $ROSETTA/main/source/scripts/python/public/molfile_to_params.py -n UNK -p UNK --conformers-in-one-file UNK_conformers.sdf
Centering ligands at ( 33.159, 123.537, 22.683)
Atom names contain duplications -- renaming all atoms.
WARNING: structure contains double bonds but no aromatic bondsAromatic bonds must be identified explicitly --alternating single/double bonds (Kekule structure) won't cut it.This warning does not apply to you if your molecule really isn't aromatic.
Total naive charge 0.570, desired charge 0.000, offsetting all atoms by -0.025
WARNING: fragment 1 has 6 rotatable bonds; protein residues have 0 - 4
Average 23.0 atoms (11.0 non-H atoms) per fragment
(Proteins average 15.5 atoms (7.8 non-H atoms) per residue)
WARNING: no root atom specified, using NBR atom instead.
Wrote params file UNK.params
[user@localhost UNK]$ ll
total 128
-rw-rw-r-- 1 user user 56376 Aug 4 02:29 UNK_conformers.pdb
-rw-rw-r-- 1 user user 65280 Aug 4 02:15 UNK_conformers.sdf
-rw-rw-r-- 1 user user 3233 Aug 4 02:29 UNK.params
-rw-rw-r-- 1 user user 1944 Aug 4 02:29 UNK.pdb
-n:定义配体的名称
-p:定义params文件的名称
查看molfile_to_params.py其他参数:
(base) [user@localhost prepare-ligand]$ /usr/local/python-2.7.16/bin/python2 $ROSETTA/main/source/scripts/python/public/molfile_to_params.py --help
Usage: molfile_to_params.py [flags] { INPUT.mol | INPUT.sdf | INPUT.mol2 }
.......
params文件内容解析:
文件最后一行出现:PDB_ROTAMERS UNK_conformers.pdb,告诉Rosetta配体的params文件的存放位置。params文件成功生成。
(base) [user@localhost UNK]$ cat UNK.params
NAME UNK
IO_STRING UNK Z
TYPE LIGAND
AA UNK
ATOM C2 CH2 X -0.20
ATOM C1 CH2 X -0.20
ATOM P1 Phos X 1.48
ATOM O1 OH X -0.68
ATOM H1 Hpol X 0.41
ATOM O4 OOC X -0.78
.....................................
ATOM H9 Hpol X 0.41
ATOM H6 Hapo X 0.07
ATOM H4 Hapo X 0.07
ATOM H5 Hapo X 0.07
BOND_TYPE O1 P1 1
BOND_TYPE O1 H1 1
BOND_TYPE P1 C1 1
...............................
BOND_TYPE C5 H11 1
BOND_TYPE C5 H12 1
CHI 1 C1 P1 O1 H1
PROTON_CHI 1 SAMPLES 3 60 -60 180 EXTRA 1 20
CHI 2 C3 C4 O2 H7
PROTON_CHI 2 SAMPLES 2 0 180 EXTRA 1 20
CHI 3 C2 C1 P1 O1
CHI 4 C3 C2 C1 P1
CHI 5 C1 C2 C3 C4
CHI 6 C2 C3 C4 O2
NBR_ATOM C2
NBR_RADIUS 5.927369
ICOOR_INTERNAL C2 0.000000 0.000000 0.000000 C2 C1 P1
ICOOR_INTERNAL C1 0.000000 180.000000 1.537659 C2 C1 P1
...........................................................................................
ICOOR_INTERNAL H9 -118.304686 69.354124 1.012360 N1 C3 H8
ICOOR_INTERNAL H6 -119.010428 70.595842 1.087616 C3 C2 N1
ICOOR_INTERNAL H4 121.526683 71.895723 1.090501 C2 C1 C3
ICOOR_INTERNAL H5 114.865154 70.839308 1.090099 C2 C1 H4
PDB_ROTAMERS UNK_conformers.pdb
Using Params File during the Run
params文件已经生成,运行时需告知Rosetta它在哪里,所以在命令行中添加 “ -extra_res_fa ”选项
-extra_res_fa <path-to-params-file>
生成配体构象簇
在Rosetta中Ligand-docking教程,给出了生成构象簇的软件是BCL、OpenEye’s MOE、CSD Mercury,在线网站是Frog 2.1、DG-AMMOS。我尝试过这5个程序,最好用的是Open Babel,开源免费,操作简单。
参考链接 Preparing-Ligands
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