CADD课程学习（7）-- 模拟靶点和小分子相互作用（AutoDock）

概念：
分子对接是通过研究配体小分子和受体生物大分子的相互作用，预测其亲和力，实现基于结构的药物设计的一种重要方法。

理论基础：
分子对接的最初思想起源于Fisher E提出的“锁和钥匙模型”，即受体与配体相互识别的首要条件是空间结构的匹配。

分子对接原理
根据几何匹配和能量匹配，寻找两个分子之间最佳相互作用模式

Receptor: enzyme, ion channel, antibody……
Ligand: drug, peptide, antigen, polysaccharide…
Receptor-Ligand Interactions:
electrostatic interaction, hydrogen bond, hydrophobic interaction

对接软件

不同体系不同结果；
DS（LigandFit），SYBYL（flexx，surflex），AutoDock结果相差不大
Autodock表现较好，且免费开源，可放心使用
测试集：1300 protein-ligands complexes from PDBbind database

分子对接一般过程

原理：配体与受体结合时，彼此存在静电相互作用、氢键相互作用、范德华力相互作用和疏水作用力。配体与受体结合必须满足互相匹配原则，即配体与受体几何形状互补匹配、静电相互作用互补匹配、氢键相互作用互补匹配、疏水相互作用互补匹配。

AutoDock：小分子化合物-蛋白质对接软件

http://autodock.scripps.edu

安装

安装Python运行环境，并设置环境变量
Autodock***，exe（windows版）双击后会解压缩产生三个文件：autodock4.exe、autogrid4.exe和cygwin1.dl，并将它们自动拷贝到C:\Windows\System32\文件夹下，安装完成。然后，DOS下可直接输入“autodock4”或
“autogrid4”运行。如手动将上述三个文件拷贝到其他目录中，每次调用该命令时需要指出存放目录的路径
Mgltool**，exe（windows版）：像安装一个普通的程序一样双击安装即可。

对接案例

AutoDock对接体系：PDB 1IEP
AutoDock对接步骤：

准备配体和受体文件（AutoDockTools）
准备格点文件（AutoGrid）
分子对接计算（AutoDock）

1.准备配体受体文件（AutoDockTools）
（1）Pymo下载11EP，删除B链，删除水分子，CL离子
（2）选中蛋白部分（不包含配体STI），保存为1EP_protein.pdb
（3）选中配体（STI），保存为lmatinib.pdb注释：PDB 1IEP的配体ST即为lmatinib

如果界面不能RUN，可以使用命令行：.\autogrid4.exe -p .\dock.gpf

如果不能RUN，使用命令行.\autodock4.exe -p .\dock.dpf

半柔性对接总结

AutoDock对接体系：PDB 1lEP AutoDock半对接步骤：

准备配体和受体文件（AutoDockTools）
Autodock Tools配体文件准备：
①加H原子、加gasteiger经验电荷、合并非极性氢
②设置可旋转键；
③保存lig.pdbqt；
Autodock Tools受体文件准备：
①删水、加H原子、加gasteiger经验电荷、合并非
②保存rec.pdbqt；
准备格点文件（AutoGrid）
①选择刚性受体；
②设置探针原子类型、设置盒子大小和位置；
③保存dock.gpf参数控制文件
④运行AutoGrid程序计算格点；
分子对接计算（AutoDock）
①选择刚性受体和柔性配体；
②设置遗传算法构象搜索输出构象数目；
③保存dock.dpf参数控制文件
④运行AutoDock程序进行对接，输出dock.dlg；

AutoDock 对接体系： PDB 1IEP

AutoDock对接结果分析与评价：

能量分析
聚类分析
与X-ray晶体构象对比
最优结合构象的选择

导出对接配体分子构象及复合物

点击“Buld current”可以叠合两个对接构象进行比较；
点击“Build Al"可以叠合所有配体构象（如果数目多别尝试）；
点击“Play Parameters”可设置播放帧速率、开始帧、结束帧等
点击“Write current”保存当前显示的对接配体构象；点击Write Complex存当前显示的对接受体-配体复合物构象。

在PyMol查看

总结（最优结合构象的挑选原则）

最优结合构象的选择

以实测晶体结构作为参考；（如果有受体配体结合晶体）
选择在活性口袋亲和力高的；
选择聚类占优势的；
受体-配体非共价相互作用做分析（结合文献判断筛选合适的构象）
全柔性对接获得更优的构象；
将半柔性对接的结果（复合物）进行分子动力学模拟达到稳态，以稳态构象重新对接；

CADD课程学习（7）-- 模拟靶点和小分子相互作用（半柔性对接 AutoDock）相关推荐

CADD课程学习（13）-- 研究蛋白小分子动态相互作用-I(GROMACS)
CADD课程学习(13)-- 研究蛋白小分子动态相互作用-I(GROMACS) 分子动力学基本原理分子动力学(Molecular Dynamics-MD)一门结合物理,数学和化学的综合技术. 分子动 ...
CADD课程学习（10）-- 模拟不同体系与蛋白-蛋白相互作用（ZDOCK）
CADD课程学习(10)-- 模拟不同体系与蛋白-蛋白相互作用(ZDOCK) 生物体的生理功能主要由细胞中的蛋白质控制和调节.其中,多数蛋白质是作为蛋白质复合物中的一部分参与细胞的代谢过程.因此,研究 ...
CADD课程学习（9）-- 不同类型分子结构转换(Open Babel)
CADD课程学习(9)-- 不同类型分子结构转换(Open Babel) Open Babel:各种化学结构类型转换 http://openbabel.org/wiki/Main_Page Open ...
基于Gromacs模拟软件分析小分子配体与蛋白结合之后的稳定性
背景:随着分子病理学的发展,人们对疾病发生和药物发挥药效的分子机制有了更深入的认识,伴随着蛋白质晶体学的发展,越来越多的蛋白质晶体被解析出来,更多的药物与其靶标相互作用的三维结构被揭示,对于理解药物发 ...
Amber小分子-蛋白复合体分子动力学模拟
Amber小分子-蛋白复合体分子动力学模拟以前经常用GROMACS进行分子动力学模拟,后来试了一下Amber后发现,在我当前配置的GPU资源上,果然还是Amber更快一些,GROMACS太吃CPU资 ...
小分子php蛋白,小分子-蛋白相互作用关系——简单的docking介绍
前两天,老板突然QQ发了我一张截图附言"糖苷类化合物涉及水解和二相代谢,原型成分很少",然后我立马回"好的-我来关注一下,我之前看文章的时候注意到了,在中药给药到细胞的 ...
抗肿瘤靶向药物丨小分子化合物 or 单克隆抗体？- MedChemExpress
癌症是人类最常见的死亡原因之一.癌症的主要特征是细胞不受控制和侵入性生长,这些细胞可能在转移的过程中通过血液和淋巴管扩散到身体的其他部位.靶向治疗是一种旨在干扰肿瘤生长或进展中起关键作用的特定靶蛋白的 ...
虚拟筛选涉及的小分子数据库
药物设计和虚拟筛选依赖化学信息学和生物信息学中大量的靶点.小分子以及靶点-小分子相互作用星系.从大量的有机化合物中有效地遴选出可能有候选化合物,避免了对化合物盲目地活性筛选,从而降低了发现活性先导化合 ...
利用auto dock软件做单个蛋白-小分子对接
今天的内容主要介绍小分子数据库与auto dock vina做单个蛋白-小分子对接的方法: 小分子数据库 ZINC小分子数据库是比较著名的小分子库,里面的小分子基本都可以买到,而且还能搜索与某小分子相 ...
来一场蛋白和小分子的风花雪月
分子对接(Molecular Docking)理论所谓分子对接就是两个或多个分子之间通过几何匹配和能量匹配相互识别找到最佳匹配模式的过程.分子对接对酶学研究和药物设计中有重要的应用意义. 分子对接计 ...

CADD课程学习（7）-- 模拟靶点和小分子相互作用（半柔性对接 AutoDock）

CADD课程学习（7）-- 模拟靶点和小分子相互作用（AutoDock）

对接软件

分子对接一般过程

分类

AutoDock：小分子化合物-蛋白质对接软件

安装