CADD第2期：Gold分子对接详细步骤
学术
2024-07-31 21:48
山东
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先用chemdraw绘制或者从网站上下载小分子配体的结构文件，并用sybyl或chem3D对小分子进行电荷和能量优化。以国产3代EGFR-TKI伏美替尼为例，chemdraw绘制结构以后保存cdx文件，并用chem3D打开，使用MM2力场进行能量优化以寻找能量最低构象（理论上来讲能量最低构象在整个分子构象中占有最大的比例）。如下图所示，是经chem3D软件找到的伏美替尼能量最低优势构象，将其保存为mol2文件。首先我们要准备好我们的靶标蛋白结构文件，可以是蛋白-小分子共晶复合物，也可以是靶标蛋白单体，文件需要从PDB数据库（https://www.rcsb.org/）下载。以表皮生长因子受体EGFR-T790M突变蛋白与其小分子抑制剂的对接为例，在PDB网站中输入EGFR T790M可以检索到一系列解析出来的EGFR蛋白，其中有用NMR核磁共振技术解析的，有用冷冻电镜技术解析的，也有用X射线衍射解析的晶体结构，点击其中一个蛋白进入主页面可以看到其详细信息，比如种属、分辨率、误差等等（如下图），一般选择分辨率较高（即resolution值较小）的结构用于对接，其解析出的蛋白和配体的原子坐标会更为精准。这里我们选择了分辨率为2.53 Å的EGFR-T790M蛋白与小分子AZD9291的共晶复合物，并下载。打开Gold，打开wizard模块，进行具体的蛋白准备，点击load protein，导入从PDB数据库下载的EGFR-T790M蛋白文件，然后根据提示依次进行加氢/除水分子/提取配体等操作；在删除水分子时，要注意参与配体-蛋白结合的关键水分子需保留；提取配体时，注意提取我们将要对接的口袋的结合配体，以帮助软件定义结合口袋；加氢/除水/提取配体等操作完成后，点击next进入定义结合口袋步骤；定义结合口袋的方式包括4种：输入具体的原子坐标；输入X-Y-Z值定义方形结合口袋；点击提取配体之后形成的空腔口袋；输入具体的氨基酸序列。这里我们选择“one more ligands”选项，即以原AZD9291占据的口袋为对接口袋，因伏美替尼与AZD9291（即奥希替尼）同属ATP竞争性EGFR-TKI，且结构相似，故认为他们有相似的结合口袋；点击next，选取打分模版，这里我们选取chemscore_kinase模版，点击next进入小分子导入界面，导入我们优化好的伏美替尼mol2文件，当然gold也支持同时导入多个小分子配体进行对接；之后再点击next进入到打分函数选择页面，这里我们选择chemscore和Goldscore两个打分函数对对接结果进行打分，如有需要也可使用用户自定义的打分函数；
3.进行对接
到这里对接的参数设置就已基本完成，只需点击run gold即可开始对接，软件运算结束之后即输出系列不同结合构象的蛋白-配体复合物，在molecule explorer界面展示，我们可以根据打分函数给出的打分值，以及在右侧窗口显示的具体结合构象来选择置信度较高的结果（分数值高，构象合理，没有明显clash），将其导出即可用可视化软件对进行分析和作图。GOLD是一款功能强大的分子对接软件，能够高效预测小分子与蛋白质的结合模式，为药物设计提供重要的理论支持。通过合理的参数设置和结果分析，我们可以利用GOLD筛选和优化潜在的药物分子，加速新药开发进程。更详细的Gold使用教程可参考：Guide:http://www.box.net/shared/n0j8kv7po3下一期我们将介绍如何使用可视化软件pymol来对对接结果进行分析及作图。
小编：LYQ
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