AutoDock分子对接
分子对接
一、题目要求
自己寻找一个受体+药物分子复合物体系(不同配体结合3-4个),然后拿复合物结构作为起始,做对接实验。 软件自选,Dock, AutoDock…
二、操作过程记录及结果
1、软件下载与安装
AutoDock下载安装
进入AutoDock官网下载安装http://autodock.scripps.edu/downloads/autodock-registration/autodock-4-2-download-page/
图表 1 AutoDock官网
mgltools下载安装
进入mgltools官网下载安装http://mgltools.scripps.edu/downloads
2、对接体系选择
PDB搜索
进入PDB,搜索“drug complex”,检索出蛋白+小分子复合物,大体上看了一下,选择Human DPP4蛋白,分别是Human DPP4 in complex with ligand 34n、34p、19a、34a,PDB编号是5T4H、5T4F、5T4E、5T4B。
进入VMD进行可视化,可以看出来小分子结合没有导致蛋白质结构发生大变化。因此可以选用这个体系。
使用VMD中的File->Save Coordinates中的“resname 小分子名称”,将ligand小分子分别拆出来,生成75N.pdb、75L.pdb、75M.pdb、75J.pdb文件,由于蛋白质是由对称的两条链chain A和chain B组成,因此分子对接的时候选用其中一条链即可,用File->Save Coordinates中的“protein and chain A”再将5T4B蛋白质A链拆出来,每个对应的ligand小分子也要拆出A链的部分就成。
为了显示分子对接的效果,同样再选三个于上述蛋白质复合物无关的体系:5j95、5jzs、5ng5,用同样的操作分别拆出来小分子5QF、6HH、FGZ。
AutoDock分子对接
一、预处理:准备受体分子
首先,用Select->Select From String工具,选择所有的水分子,再用Edit->Delete Selected Atoms去除所有的水分子,接着用Edit->Hydrogens->Add为受体分子加上H原子,保存修改好的受体分子。
二、预处理:准备配体分子
使用Ligand下拉菜单中的Torsion Tree一系列工具,设置配体分子的可扭转键,保存配体分子。
三、预处理:准备柔性残基文件
首先,在PDB中找到配体结合位点附近的氨基酸,点击Binding Pocket(JSmol)即可查看
图表 2 Binding Pocket(JSmol)
图表 3 查看最佳的柔性残基
可以发现,A链上第631位的TYR离配体分子很近,可以设置为柔性残基,用Select->Select From String工具选中TYR631,在Flexible Residues->Choose Torsions in Currently Selected Residues,将选中的残基标记为柔性残基,并且设置可扭转键的数量。
在ADT菜单中,选择Flexible Residues->Output->Save Flexible PDBQT保存柔性残基文件,用Flexible Residues->Output->Save Rigid PDBQT保存刚性残基文件。
四、预处理 准备大分子
Grid->Macormolecule->Open打开之前处理好的刚性残基文件; Grid->Set Map Types->Open Ligand,打开配体文件;Grid-> Grid Box准备一个大盒子,将大分子的活性位点包括在里面,Grid Options菜单中File->Close Saving current保存。Grid->Output->Save GPF将Grid参数保存成格子参数文件。
运行AutoGrid4
ADT菜单:Run->Run AutoGrid,(此步骤在windows环境下需要用命令行运行)
把之前的文件全都放在一起,在程序所在的文件夹路径下,在图形用户界面设置好参数,把命令粘到命令提示框内运行,
autogrid4.exe -p 5t4b.gpf -l 5t4b.glg &
Docking参数设置
Docking->Macromolecule->Set Rigid Filename设置对接中的刚性分子
Docking->Ligand->Choose设置对接中的Ligand分子
Docking->Macromolecule->Set Flexible Residues Filename设置对接中的柔性残基
Docking->Search Parameters->Genetic Algorithm设置寻找最优解的遗传算法参数
Docking->Docking Parameters打开Set Docking Run Options,设置对接运行参数。
Docking->Output->Lamarckian GA输出拉马克遗传算法对接参数文件。
运行AutoDock4
ADT菜单:Run->Run AutoDock(此步骤在windows环境下需要用命令行运行)
把之前的文件全都放在一起,在程序所在的文件夹路径下,在图形用户界面设置好参数,把命令粘到命令提示框内运行
autodock4.exe -p 5t4b.dpf -l 5t4b.dlg &
结果查看
ADT菜单:Analyze->Dockings->Open,打开对接记录文件“.dlg”,即可看到每种对接构象的能量。
结果与分析讨论
自由能比较
下图为与不同配体结合的自由能,第一个图对应5T4B体系原本的75N配体结合能(-11.25),第二个图对应相似的蛋白体系5T4E对应的配体75L对接到5T4B受体蛋白的结合能(-9.71),可以明显看出来,原配的小分子配体结合能要小得多。
第三和第四个图对应5T4B受体蛋白与一些完全无关的小分子配体结合能(6HH和FGZ),比起原来相似的体系,结合能又要多了很多,分别是-8.72和-5.39,这与常理也相吻合,毕竟毫无关系的小分子一般是对接不上去的。
结合能大小比较:原配的小分子<相似体系的小分子<无关的小分子
接下来,对上述配体结合能进行聚类,依旧可以明显发现上述的结果。图一是原配的小分子,图二是相似体系的配体小分子,图三图四是完全无关的小分子。原配的小分子结合能是最小的,然后是相似体系的小分子结合能,结合能最大的是无关的小分子体系。
可视化比较
将AutoDock做出来的75N配体结合构象(黄色,选择-11.25的那个结果)与原来5T4B体系复合体系中75N构象(浅蓝色)放入VMD进行比较,可以发现两者非常接近。
图表 4 原配体75N对接比较
将AutoDock做出来的相似体系75L配体结合构象(绿色,选择-9.71的那个结果)与原5T4B体系复合体系中75N构象(浅蓝色)放入VMD进行比较,发现75L配体结构就与75N有差别,对接后与原来距离也稍微远一些。
图表 5 相似体系配体75L对接比较
将AutoDock做出来的相似体系6HH配体结合构象(深蓝色)和FGZ配体结合构象(绿色)与原来5T4B体系复合体系中75N构象(浅蓝色)放入VMD进行比较,发现差别更加大。
图表 6 无关小分子6HH对接比较
图表 7 无关小分子FGZ对接比较
优化与改进
当然,上面的分子对接也有一些可以改进的地方,就比如图二和三,按理来说毫无关系的小分子结合能应该比相似体系结合能大很多,但是图二相似体系75L(-9.71)与图三无关小分子6HH(-8.72)的结合能值比较接近。而且可以看出来图三和图四比起真正的结合位点图一要偏移了很多,其可以改进的地方有两点:
- GA遗传算法计算次数较少,一共只采样10次,可以在参数设置的时候选择更大GA Runs和Population Size(采样大小)最优解
- 之前Gird Box设置的时候,盒子位置只是简单地取在在受体大分子的中央,而且格点间隔为默认值0.375A。最理想的位置是在原来配体的附近,而且最佳的盒子大小是正好包含活性位点,并且格点间隔要稍微小一点(格子越大,精度越小)。
AutoDock分子对接相关推荐
- 学习Autodock分子对接
下载相关软件包: 一个python2.5版本(用conda下载不了,最低是2.7版) 配置./python2.5/Tools/Scripts到环境变量path里 windows下配置临时的环境变量,这 ...
- autodock tool文件_理解autodock分子对接思路和流程--系列导读
准备工作 设置工作目录,用pymol去除水分子,分离蛋白和小分子,得到各自的pdb文件. (如果是预测得到的蛋白pdb,那就直接拿来用咯,如果是已知结构可从pdb数据库下载.需要分离或者查找到小分子的 ...
- Autodock分子对接详细步骤
Autodock蛋白配体对接主要包括两部分:一是蛋白和小分子配体的预处理.二是蛋白和配体对接.其详细步骤及注意事项如下. 一.蛋白和配体预处理 1.小分子预处理: 1.1 下载:ZINC或TCMSP官 ...
- Linux中autoduck批量对接,科学网—用AutoDock进行分子对接教程——半柔性对接 - 杜文义的博文...
以下所有内容均属于个人学习过程中的总结,如有错误,欢迎批评指正! Autodock分子对接教程 First release:2017-12-20 Last update: 2018-07-24 Au ...
- Linux中autoduck批量对接,求助:关于autodock模拟分子对接
飞小天 autodock是目前最流行的分子对接软件之一,因为开源免费,所以被学术界大量使用,并且出现了在autodock开源代码基础上改进的文章,比如改进打分函数,改进搜索算法(模拟退火,遗传算法)等 ...
- 分子对接教程 | (6) AutoDock对接操作与对接结果解读
TCGA | GEO | 文献阅读 | 数据库 | 理论知识 R语言 | Bioconductor | 服务器与Linux 接前文: 分子对接教程 | (1) 软件安装准备 分子对接教程 | (2) ...
- autodock无map文件_“分子对接技术”之使用AutoDock进行半柔性对接教程
Autodock是一款开源的分子模拟软件,最主要应用于执行配体-蛋白分子对接.它由Scripps研究所的Olson实验室开发与维护,官方网址是http://autodock.scripps.edu/, ...
- 基于AutoDock进行全局分子对接筛选结合位点
1 研究背景 通过文献调研已经人凝血酶蛋白有四个潜在的结合位点,分别为位于His57和Asp102周围的活性位点,Na离子通道位点(Cys 168.Cys 182.Trp 215.Phe 227.Tr ...
- Linux中autoduck批量对接,利用AutoDOCK进行分子对接(一)
8种机械键盘轴体对比 本人程序员,要买一个写代码的键盘,请问红轴和茶轴怎么选? 分子对接(Moleculer-docking)理论 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 ...
最新文章
- Java的类,对象以及字段和方法
- Qt利用avilib实现录屏功能_利用“别名”实现Sendmail的邮件群发和邮件备份功能...
- javaScript Code 用javascript确定每月第二个星期五
- GetDiskFreeSpace 和 GetDiskFreeSpaceEx
- 基于R语言的梯度推进算法介绍
- kubernetes--配置文件
- Flutter Exception降到万分之几的秘密 1
- 基于JavaSpringMVC+Mybatis+Jquery高校毕业设计管理系统设计和实现
- Memcached 一致性哈希算法PHP实现
- 服务器上显示存储脱机,已解决: 如何清除windows2008服务器磁盘脱机显示 - Dell Community...
- 周志华教授:长文详细教你如何做研究与写论文?
- controller层没反应_打过蜡的石材再做结晶没效果怎么办?
- zabbix 创建触发器
- BoundsChecker检查内存泄露 使用步骤
- matlab如何提取文本词干,英文词干提取(stemming)算法 - Lovins, Porter
- google 安装去广告插件
- JVM内存分哪几个区,每个区的作用是什么?
- 计算机培训班价格多少钱?
- Android 系统生成 releasekey
- React 性能优化完全指南,将自己这几年的心血总结成这篇!
热门文章
- 《C程序设计》(谭浩强:第四版)笔记梳理
- golang分布式文件服务器,分享一个用go实现的分布式文件系统:godfs
- 第一份工作,入职前的感想和疑惑
- java版连连看精美UI
- URL生成短链接API接口
- WinForm TextBox默认中英文输入法设置
- python3[爬虫实战] 使用selenium,xpath爬取京东手机(下)
- unlink(freenote_x64)
- npm install安装失败,报错记录之The operation was rejected by your operating system.
- HTML添加背景图片