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分子对接技术研究D715-2441 抑制剂与PB2蛋白的结合模式 一

2020.4.14
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王辉

致力于为分析测试行业奉献终身

【前言】

从本期起,小编将带领大家使用殷赋云计算平台(http://cloud.yinfotek.com/)来做一系列计算“文章”。这一期咱们来重现一篇2018年文献[1]的计算结果,看看作者是如何运用分子对接技术来阐明机理、升华文章的。该文献影响因子4.6,是典型的“实验+计算”模式,比较接近大多数科研人员的研究现状,只要熟悉这种模式,稍加努力即可发表同等水平的论文。

【研究背景】

文献作者通过细胞MTT试验从8000多个小分子中发现了一个新型的抗流感病毒化合物D715-2441。进一步实验发现,它对流感A病毒多种亚型(H1N1、H5N1、H7N9、H3N2、临床分离株690(H3)和带H274Y NA变异的奥司他韦抗性株)均有抗病毒活性,能够抑制病毒复制的早期阶段。更重要的是,D715-2441明显抑制病毒聚合酶的活性,并且直接影响PB2蛋白的定位。结合亲和力分析明确了该化合物特异性结合在PB2cap蛋白上。为了阐明抑制剂D715-2441的作用机理,文献作者采用DOCK 6分子对接技术分析其结合模式。

【计算步骤】

简单来说,分子对接的计算步骤包括4步:

1、 准备配体(小分子)和受体(生物大分子,比如蛋白)结构;

2、 定义对接口袋;

3、 进行对接计算;

4、 分析对接结果(打分与结合模式分析)。

下面,小编图文并茂地教大家使用殷赋云计算平台的DOCK6方案来完成对接计算与分析。本教程不打算详尽地讲解每一个操作步骤,仅将大体过程和关键要点讲清楚。但讲了很多值得注意的细节,这是一般教程上看不到的经验之谈。读者如果对本平台操作不是很熟悉,请翻看相应教程(分子对接结合模式预测教程)。

1、 前期准备工作

分子对接计算需要准备配体小分子和受体蛋白的三维结构。配体结构通常小而简单,可用软件构建,但蛋白结构大且复杂,通常采用实验解析的结构,可从RCSB 蛋白数据库下载。本工作用到的PB2cap蛋白PDB编号是4CB4,请自行登录网址https://www.rcsb.org/structure/4CB4下载(4cb4.pdb文件)。

2、 创建项目和任务

登录平台,创建项目,填写内容。“简略备注”和“详细描述”是给你自己看的,可不填,但填写备忘是个值得鼓励的好习惯。然后,选择计算方案或工具。在这里,我们选择跟文献同款的Dock6(结合模式预测)方案。之后,填写任务内容

3、 准备配体分子

平台为准备配体分子提供了多种输入方式,最简单的莫过于在线画结构(绘制小分子)。在画板上画出D715-2441的化学结构,并填上分子名称不要有中文、空格、特殊符号或除英文字母外的其他语言文字!)和点击添加按钮。

输入的分子需要经过处理才能用于对接,其中包括:添加氢原子、添加电荷、生成3D结构和能量最小化。平台已对大多数情况进行优化设计,因此,采用默认设置即可。

值得注意的是:1、MMFF94力场是目前针对有机小分子最好的力场之一,也包括一些金属元素[2],但并非化学元素周期表全部元素都支持,必要时请使用UFF力场;2、电荷和能量优化使用的力场最好一致。

点击准备按钮。

我们从视图中看到经过处理的配体结构。尽管平台已经做得很好,但人工检查仍是必要的。请根据你的化学知识,仔细检查结构是否正确,比如价键是否平衡、结构是否无扭曲、构型是否正确。确定无问题后,点击确定按钮;否则,返回前面,重新画结构或采用其他输入方式。


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