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自动加氢、电荷计算,一键预测蛋白结合模式:免费在线对接工具教学(附视频)

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SwissDock 是一个基于网络的分子对接服务平台,它整合了 EADock DSS 等算法,能够自动预测小分子配体与生物大分子受体之间的结合模式和结合亲和力。(视频教学在文末)

  • 完全在线:无需在本地安装复杂的软件,只需一个浏览器。

  • 操作简单:界面直观,流程自动化,对初学者非常友好。

  • 免费使用:对学术用户完全免费。

  • 自动化:自动处理受体和配体的准备,如加氢、计算电荷等。

  • 提供结果集群:不仅给出最优结果,还提供多个可能的结合簇,帮助分析结合位点的多样性。

操作步骤

1. 访问官网:打开 SwissDock 的官方网址:http://www.swissdock.ch/

2. 在进行对接前,你需要准备好两个核心文件:

  • 受体文件:通常是一个蛋白质的 3D 结构文件。格式:推荐使用 .pdb 或 .pdbqt 格式。如何获取:从 PDB 数据库下载:访问 RCSB PDB(https://www.rcsb.org/),输入你感兴趣的蛋白质 ID(如:EGFR 的 PDB ID 是 1M17),下载其结构文件。


预处理建议:使用 SwissDock 前,最好从受体结构中移除水分子、原有的配体、和无机离子,以避免干扰。可以使用 PyMOL、Chimera 等软件进行处理。

  • 配体文件:你希望与受体对接的小分子。格式:推荐使用 .mol2 或 .pdb 格式。如何获取:从数据库下载:从 PubChem(https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/)数据库下载你感兴趣的小分子 3D 结构。或者自己绘制:使用 ChemDraw、MarvinSketch 等化学绘图软件绘制分子结构,并保存为 3D 格式。

预处理:确保配体分子的 3D 构象是合理的。

详细对接步骤

1. 选择对接类型:

访问 SwissDock 官网后,你会看到两个主要选项:SwissDock 提供的双算法自由切换,分别是 Attracting Cavities(智能识别结合口袋),Autodock Vina(经典算法);选择对接类型:


2. 上传配体文件:

输入配体分子的 SMILES 式;上传配体的 .mol2 文件;在线绘制分子结构式。


3. 上传受体文件:

可以直接输入一个已知的 PDB ID(如 1M17),SwissDock 会自动从数据库获取;也可以上传准备好的受体 .pdb 文件。


4. 调整对接参数,设置对接区域:

如果你知道配体可能结合的活性位点(如通过文献或已知的活性口袋),这是非常重要的一步,可以大大提高对接的准确性和效率。


设置步骤:

  • 输入残基编号:如果你知道活性口袋的关键氨基酸残基编号(如 ASP93, HIS123),可以直接输入。

  • 使用 PyMOL 获取坐标:

  • 在 PyMOL 中打开受体,将鼠标悬停在活性位点的中心原子上一会儿,PyMOL 底部状态栏会显示其坐标(X, Y, Z)。

  • 调整搜索范围:Diameters (A) 定义了搜索区域的直径,通常设置在 15-25 Å 之间为宜。

5. 在进行分子对接前,需要检查参数设置。


6. 提交任务与等待结果:设置作业名称和邮箱:

  • 在 「Docking name」 为你的任务起个名字,便于识别。

  • 在 「Email address」 填写你的邮箱。计算完成后,SwissDock 会把结果链接发到你的邮箱,非常方便。

  • 点击页面底部的 「Start Docking」 按钮提交任务。


7. 页面会跳转并显示一个任务 ID 和排队状态。根据服务器负载和任务复杂度,计算可能需要几分钟到几小时。务必记住你的任务 ID,或者确保邮箱填写正确,以便接收结果通知。


结果解读与分析

计算完成后,你会通过邮件收到一个结果链接。点击进入结果页面。结果页面主要包含三部分:

1. 基本信息:


2. 下载结果:

最重要的文件是包含了受体和配体结合复合物的 .pdb 文件。

下载这个文件,然后用 PyMOL 或 Chimera 等专业分子可视化软件打开,可以制作出用于发表的高质量图片,并进行更深入的分析(如测量距离、观察相互作用等)。


3. 页面下方会以表格形式列出所有簇和其中能量最优的若干构象。点击每个构象旁边的「3D view」 或「2D diagram」,可以在浏览器中直接查看对接模式。「2D diagram」非常有用,它展示了配体与受体氨基酸之间具体的相互作用,如氢键、疏水作用、π-π 堆积等。


使用技巧与注意事项

1. 受体准备是关键:对接前务必处理好受体结构(去水、去杂、加氢)。一个干净的结构是成功对接的一半。

2. 优先使用已知活性位点:如果知道结合位点,一定要使用「Search a specific site」功能,这能避免无意义的搜索,使结果更准确。

3. 不要只看排名第一的结果:分析时,要综合查看前几个能量较低的簇。有时排名第二的簇在生物学上可能更有意义。

4. 结合生物学知识进行判断:对接结果是计算机预测,必须用你的生物学知识来验证。结果是否出现在已知的活性口袋?相互作用的关键残基是否与文献报道一致?

5. 用于虚拟筛选:SwissDock 非常适合对一个小分子库进行快速虚拟筛选,快速找出有潜力的先导化合物。

现添加下方企微,发送「分子对接」, 即可获得视频教程!

题图来源:自制

编辑:冷漠小 z

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