Moceluar Docking
分子对接是基于结构的药物设计与生物分子相互作用研究的核心技术,通过计算机模拟预测配体(如药物分子)与受体(如蛋白质靶点)的结合模式。其核心原理是利用 “锁钥互补” 原则,分析两者在空间结构和化学性质(如氢键、疏水作用)上的匹配度,计算结合自由能以评估结合亲和力。常用方法包括刚性对接、半柔性对接和柔性对接,借助 AutoDock、DOCK 等软件实现。该技术广泛应用于药物筛选、靶点验证及作用机制解析,为新药研发和精准医疗提供关键理论支持。
1.分子对接Vina操作
一、准备工作
从uniprot和pubchem中分别获取蛋白和小分子的pdb格式。
二、处理分子并准备对接盒子
1.蛋白质去水、加氢、设为受体
File-Read molecule-protein
Edit-Delete water
Edit-Hydrogens-Add
Grid-Macromolecule-choose-protein-save as .pdbqt
2.小分子加氢
File-Read molecule-mol
Edit-Hydrogens-add
Ligand-input-choose-mol
Ligand-output-save as .pdbqt
3.设置对接Box,导出
Grid-Macromolecule-open-protein-yes
Grid-Set Map Types-open Ligand-mol
更换模型
Grid-Grid Box-调整使蛋白质被包裹-点框-选中mol-勾选将Mouse transforms,apply to “root” object only-将mol拖出-再将框勾上-File-Close Saving Current
4.导出config
Docking-Output-Vina config.txt
三、运行Vina
1.在包含小分子和蛋白的文件夹中,运行cmd
2.输入 vina
3.vina –config config.txt
等待运行完成即可
2.单蛋白多配体Vina批量对接
Step.1对接准备
新建一个文件夹,安装后的vina.exe、vina_split.exe和vina_license.rtf放进文件夹,把转换为pdbqt格式的所有受体和配体也放到文件夹内。
1.1蛋白的pdb文件一定要用autodock打开后去水、加氢,另存为pdbqt(openbabel直接处理后vina会报错)
1.2配体可以用cmd命令:obabel *.sdf -O *.pdbqt -h -xb
(-h代替使用Autodock Tool的加氢,使用-xb代替了设置可旋转键的操作是否正确)(配体名称不可包含宫格)
Step.2准备受体文件和对接口袋
新建第一个txt文本,将此文本命名为conf.txt,其他任何名字均可。
填入对接相关信息。主要是对接口袋的参数。笔者使用的是pymol中一个get-box的插件得到的对接口袋参数。如下所示
receptor = 5vbl_b.pdbqt
center_x= 187.9
center_y= -10.8
center_z= 61.7
size_x = 24.4
size_y = 23.6
size_z = 37.3
num_modes = 9
Step.3准备对接文件
新建第二个txt文本,打开他,复制以下代码
@echo
for %%f in (Conformer3D_*.pdbqt) do (
echo Processing ligand %%f
if not exist “%%~nf” mkdir “%%~nf”
vina –config conf.txt –ligand %%f –out “%%~nf”/out.pdbqt –log “%%~nf”/log.txt)
exit
其中Conformer3D_*.pdbqt是因为我的小分子文件是从PubChem上下载的。他们的开头都是Conform3D_。如配体无通用的开头,可以直接用*.pdbqt。
如第一个txt文件使用了其他的名字。本段代码中的conf.txt也要随之改变。保存后关闭这个文件。将此文件的后缀名由.txt改为.bat。
Step.4运行
双击运行即可开始进行批量对接。且会生成一个个以配体名字为名称的文件夹。里面包含了对接的两个结果log.txt和out.pdbqt。
Step.5查看结果
由于结果文件log.txt分散在各个文件夹内,一个个看比较麻烦,我们同样可以使用批处理生成一个可以查看所有结果的文件。在同一个文件夹中新建一个txt文件,将以下代码复制进去(必须是同时包含结果和.pdbqt的文件夹中,最好就在运行的文件中新建)。
echo final result > final.txt
for %%f in (*.pdbqt) do (
echo ——————————-reading ligand %%~nf————————————– >> final.txt
for /f “skip=22 delims=” %%i in (%%~nf/log.txt) do (
echo %%i >> final.txt
))
start notepad final.txt
exit
保存关闭后,同样的将该文件的后缀名由.txt改为.bat。双击运行后即可生成一个名为final.txt的文件,并自动打开以供查看。
3.常见问题与解决方案
Q1.金属的需在gpf和dpf文件添加内容
Answer: parameter_file AD4_parameters.dat # force field default parameter file
