對(duì)接的過(guò)程中會(huì)考慮如下因素:
形狀互補(bǔ)
親疏水性
表面電荷分布
兩種蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)分子對(duì)接:
Rigid Docking 剛性對(duì)接–目前可用的大多數(shù)軟件為剛性對(duì)接脯宿。
Flexible Docking 柔性對(duì)接–計(jì)算量大,可用軟件少泉粉,且多為收費(fèi)軟件连霉。
蛋白質(zhì)相互作用常用對(duì)接軟件
ZDOCK
GRAMM-X
輸出值都為多個(gè)對(duì)接狀態(tài)(根據(jù)能量高低排序,能量低的排名靠前)嗡靡。結(jié)果可用VMD查看跺撼。
GRAMM-X的輸出結(jié)果,即多個(gè)對(duì)接狀態(tài)都保存在同一個(gè)PDB文件中讨彼。該P(yáng)DB文件包含多個(gè)Frames歉井,每個(gè)Frame為一個(gè)對(duì)接狀態(tài)。保存輸出結(jié)果中的某一個(gè)狀態(tài):在VMD main中選中當(dāng)前的文件哈误,右鍵Delete Frames哩至,刪去不要的那些狀態(tài),再右鍵 Save Coordinates蜜自,保存唯一留下的沒(méi)刪的狀態(tài)菩貌。
對(duì)接后,ZdockA.pdb(receptor)的位置沒(méi)有改變重荠,ZdockB.pdb(ligand)產(chǎn)生了500個(gè)可能的對(duì)接結(jié)果菜谣,點(diǎn)“TOP 10 Predictions” 可下載前10個(gè)。如果要下載更多或全部500個(gè),需要運(yùn)行下面的JAVA插件尾膊。通常前10個(gè)狀態(tài)就已經(jīng)足夠了媳危。
系列課程(一)基礎(chǔ)班:CADD專題線上培訓(xùn)課表
課程名稱課程內(nèi)容
生物分子互作基礎(chǔ)1.生物分子互作用研究方法
1.1蛋白-小分子、蛋白-蛋白相互作用原理 1.2 分子對(duì)接研究生物分子相互作用 1.3 蛋白蛋白對(duì)接研究分子相互作用
蛋白數(shù)據(jù)庫(kù)1. PDB 數(shù)據(jù)庫(kù)介紹
1.1 PDB蛋白數(shù)據(jù)庫(kù)功能 1.2 PDB蛋白數(shù)據(jù)可獲取資源 1.3 PDB蛋白數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)藥物研發(fā)的重要性 2.PDB 數(shù)據(jù)庫(kù)的使用 2.1 靶點(diǎn)蛋白結(jié)構(gòu)類型冈敛、數(shù)據(jù)解讀及下載 2.2 靶點(diǎn)蛋白結(jié)構(gòu)序列下載 2.3 靶點(diǎn)蛋白背景分析及相關(guān)數(shù)據(jù)資源獲取途徑 2.4 批量下載蛋白晶體結(jié)構(gòu)
蛋白結(jié)構(gòu)分析1. Pymol 軟件介紹
1.1 軟件安裝及初始設(shè)置 1.2 基本知識(shí)介紹(如氫鍵等) 2.Pymol 軟件使用 2.1蛋白小分子相互作用圖解 2.2 蛋白蛋白相互作用圖解 2.3 蛋白及小分子表面圖待笑、靜電勢(shì)表示 2.4蛋白及小分子結(jié)構(gòu)疊加及比對(duì) 2.5繪相互作用力 2.6 Pymol動(dòng)畫(huà)制作 3.實(shí)例講解與練習(xí): (1)尼洛替尼與靶點(diǎn)的相互作用,列出相互作用的氨基酸抓谴,并導(dǎo)出結(jié)合模式圖 (2)制作結(jié)合口袋表面圖 (3)Bcr/Abl靶點(diǎn)的PDB結(jié)構(gòu)疊合 (4)制作蛋白相互作用動(dòng)畫(huà) (5)針對(duì)ACE2和新冠病毒Spike的蛋白晶體復(fù)合物暮蹂,制作蛋白-蛋白相互作用圖
同源建模1. 同源建模原理介紹
1.1 同源建模的功能及使用場(chǎng)景 1.2 同源建模的方法 2. Swiss-Model 同源建模; 2.1 同源蛋白的搜索(blast等方法) 2.2 蛋白序列比對(duì) 2.3 蛋白模板選擇 2.4 蛋白模型搭建 2.5 模型評(píng)價(jià)(蛋白拉曼圖) 2.6 蛋白模型優(yōu)化 3.實(shí)例講解與練習(xí):用2019-nCoV spike蛋白序列建模癌压,根據(jù)相應(yīng)參數(shù)和方法評(píng)價(jià)模型
小分子構(gòu)建1. ChemDraw軟件介紹
1.1小分子結(jié)構(gòu)構(gòu)建 1.2 小分子理化性質(zhì)(如分子量仰泻、clogP等)計(jì)算 2.實(shí)例講解與練習(xí):分別構(gòu)建大環(huán)、氨基酸滩届、DNA集侯、RNA等分子
小分子化合物庫(kù)1. 小分子數(shù)據(jù)庫(kù)
1.1 DrugBank、ZINC帜消、ChEMBL等數(shù)據(jù)庫(kù)介紹及使用 1.2 天然產(chǎn)物棠枉、中藥成分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)介紹及使用
生物分子互作用Ⅰ
Autodock
1.分子對(duì)接基礎(chǔ)
1.1分子對(duì)接原理及對(duì)接軟件介紹 2. 分子對(duì)接軟件(Autodock) 使用 2.1半柔性對(duì)接 2.1.1 小分子配體優(yōu)化準(zhǔn)備 2.1.2 蛋白受體優(yōu)化及坐標(biāo)文件準(zhǔn)備 2.1.3 蛋白受體格點(diǎn)計(jì)算 2.1.4 半柔性對(duì)接計(jì)算 2.2對(duì)接結(jié)果評(píng)價(jià) 2.2.1 晶體結(jié)構(gòu)構(gòu)象進(jìn)行對(duì)比 2.2.2 能量角度評(píng)價(jià)對(duì)接結(jié)果 2.2.3 聚類分析評(píng)價(jià)對(duì)接結(jié)果 2.2.4 最優(yōu)結(jié)合構(gòu)象的選擇 2.2.5 已知活性化合物對(duì)接結(jié)果比較 3.實(shí)例講解與練習(xí):針對(duì)1IEP完成半柔性對(duì)接、柔性對(duì)接
虛擬篩選2.3柔性對(duì)接
2.3.1 小分子配體優(yōu)化準(zhǔn)備 2.3.2 蛋白受體優(yōu)化及坐標(biāo)文件準(zhǔn)備 2.3.3 蛋白受體格點(diǎn)計(jì)算 2.3.4 柔性對(duì)接計(jì)算 2.3.5 柔性對(duì)接結(jié)果評(píng)價(jià) 2.3.6 半柔性對(duì)接與柔性對(duì)接比較與選擇 3. 分子對(duì)接用于虛擬篩選(Autodock) 3.1 虛擬篩選定義泡挺、流程構(gòu)建及演示 3.2 靶點(diǎn)蛋白選擇 3.3化合物庫(kù)獲取 3.4虛擬篩選 3.5 結(jié)果分析(打分值辈讶、能量及相互作用分析) 3.實(shí)例講解與練習(xí):對(duì)1IEP晶體復(fù)合物完成虛擬篩選,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析
答疑針對(duì)前兩天學(xué)習(xí)問(wèn)題的答疑
生物分子互作用II
ZDOCK
1.預(yù)測(cè)蛋白-蛋白相互作用(ZDOCK)
1.1 受體和配體蛋白前期優(yōu)化準(zhǔn)備 1.2 載入受體和配體分子 1.3蛋白蛋白相互作用對(duì)接位點(diǎn)設(shè)定 1.4蛋白蛋白對(duì)接結(jié)果分析與解讀 2. 實(shí)例講解與練習(xí):ZDOCK模擬2019-nCoV的spike蛋白6VXX和ACE2蛋白晶體結(jié)構(gòu)的相互作用
構(gòu)效關(guān)系分析1. 3D-QSAR模型構(gòu)建(Sybyl軟件)
1.1 小分子構(gòu)建 1.2 創(chuàng)建小分子數(shù)據(jù)庫(kù) 1.3 小分子加電荷及能量?jī)?yōu)化 1.4 分子活性構(gòu)象確定及疊合 1.5 創(chuàng)建3D-QSAR模型 1.6 CoMFA和CoMSIA模型構(gòu)建 1.7 測(cè)試集驗(yàn)證模型 1.8模型參數(shù)分析 1.9模型等勢(shì)圖分析 1.10 3D-QSAR模型指導(dǎo)藥物設(shè)計(jì) 2. 實(shí)例講解與練習(xí):搜集Imatinib或Bcr/Abl同靶點(diǎn)抑制劑小分子的類似物結(jié)構(gòu)及其活性值娄猫,分別構(gòu)建COMFA與COMSIA模型贱除,并調(diào)整參數(shù),獲得最佳預(yù)測(cè)模型
基于碎片藥物設(shè)計(jì)1. 基于碎片藥物設(shè)計(jì)
1.1基于碎片的藥物設(shè)計(jì)與發(fā)現(xiàn) 1.2 基于碎片化合物庫(kù)構(gòu)建 1.2.1 骨架替換 1.2.2 碎片連接 1.2.3 碎片生長(zhǎng) 1.3 基于藥效團(tuán)的化合物庫(kù)生成 1.4 基于蛋白結(jié)合口袋的化合物庫(kù)生成 1.5 基于分子描述符的化合物庫(kù)生成 1.6 基于BREED規(guī)則的化合物庫(kù)構(gòu)建 1.7 基于碎片的化合物庫(kù)篩選 2. 實(shí)例講解與練習(xí):利用碎片替換媳溺、碎片鏈接月幌、碎片生長(zhǎng)以及BREED對(duì)晶體復(fù)合物中的小配體進(jìn)行碎片化合物的生成,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析
分子動(dòng)力學(xué)模擬1. 分子動(dòng)力學(xué)模擬簡(jiǎn)介
1.1 分子動(dòng)力學(xué)基本原理 1.2 分子動(dòng)力學(xué)模擬在藥物設(shè)計(jì)中的作用
答疑針對(duì)后兩天學(xué)習(xí)問(wèn)題的答疑
系列課程(二)進(jìn)階班:薛定諤專題線上培訓(xùn)課表
時(shí)間課程內(nèi)容課程內(nèi)容
第一天上午蛋白-配體相互作用1. 分子對(duì)接基礎(chǔ)褂删、原理及對(duì)接軟件介紹
2. 分子對(duì)接軟件(薛定諤) 使用 2.1半柔性對(duì)接 2.1.1 小分子配體優(yōu)化準(zhǔn)備 2.1.2 蛋白受體優(yōu)化及坐標(biāo)文件準(zhǔn)備 2.1.3 蛋白受體格點(diǎn)計(jì)算 2.1.4 半柔性對(duì)接計(jì)算 2.2 對(duì)接結(jié)果評(píng)價(jià) 2.2.1 晶體結(jié)構(gòu)構(gòu)象比較 2.2.2 打分角度評(píng)價(jià)對(duì)接結(jié)果 2.2.3 構(gòu)象角度評(píng)價(jià)對(duì)接結(jié)果 2.2.4 最優(yōu)結(jié)合構(gòu)象選擇 2.2.5 已知活性化合物對(duì)接結(jié)果比較 實(shí)例講解與練習(xí):Bcr/Abl靶點(diǎn)抑制劑的分子對(duì)接
第一天下午柔性對(duì)接及基于結(jié)構(gòu)的虛擬篩選2.3 誘導(dǎo)契合柔性對(duì)接
2.3.1 小分子配體優(yōu)化準(zhǔn)備 2.3.2 蛋白受體優(yōu)化及坐標(biāo)文件準(zhǔn)備 2.3.3 蛋白受體格點(diǎn)計(jì)算 2.3.4 柔性對(duì)接計(jì)算 2.3.5 柔性對(duì)接結(jié)果評(píng)價(jià) 2.3.6 半柔性對(duì)接與柔性對(duì)接比較與選擇 3. 基于結(jié)構(gòu)的虛擬篩選(薛定諤) 3.1 虛擬篩選定義飞醉、流程構(gòu)建及演示 3.2 靶點(diǎn)蛋白選擇 3.3 化合物庫(kù)獲取 3.4 虛擬篩選 3.5 結(jié)果分析(打分值、能量項(xiàng)分解及相互作用) 4. 共價(jià)對(duì)接(薛定諤) 4.1 蛋白結(jié)構(gòu)準(zhǔn)備 4.2 小分子結(jié)構(gòu)準(zhǔn)備 4.3 共價(jià)對(duì)接 4.4 共價(jià)對(duì)接結(jié)果分析 實(shí)例講解與練習(xí):1)Bcr/Abl靶點(diǎn)抑制劑的虛擬篩選 2)EGFR靶點(diǎn)抑制劑共價(jià)對(duì)接
第二天上午基于藥效團(tuán)虛擬篩選5. 藥效團(tuán)構(gòu)建虛擬篩選(薛定諤)及結(jié)果分析
5.1 配體和受體結(jié)構(gòu)準(zhǔn)備及優(yōu)化 5.2 基于多配體共同特征構(gòu)建藥效團(tuán) 5.3 基于蛋白-配體復(fù)合物構(gòu)建藥效團(tuán) 5.4 藥效團(tuán)的特征修飾 5.5 藥效團(tuán)的富集分析 5.6 基于藥效團(tuán)的虛擬篩選 5.7 基于藥效團(tuán)虛擬篩選結(jié)果分析 實(shí)例講解與練習(xí): 基于藥效團(tuán)的Bcr/Abl抑制劑虛擬篩選
第二天下午構(gòu)效關(guān)系模型預(yù)測(cè)分子活性6. 構(gòu)效關(guān)系模型(3D-QSAR)構(gòu)建及化合物活性分析
6.1 構(gòu)效關(guān)系基本理論介紹 6.2 分子數(shù)據(jù)集準(zhǔn)備 6.3 3D-QSAR模型構(gòu)建 6.4 3D-QSAR模型結(jié)果分析 6.5 3D-QSAR模型預(yù)測(cè)新化合物活性 實(shí)例講解與練習(xí): Bcr/Abl抑制劑3D-QSAR構(gòu)建及分子活性預(yù)測(cè)