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Docking
-------Computer Aided Drug Design (CADD)
Background
分子对接（molecular docking）是依据配体
与受体作用的“锁-钥原理”(lock and key
principle)，模拟小分子配体与受体生物大分
子相互作用。
通过计算，可以预测两者间的结合模式和亲和
力，从而进行药物的虚拟筛选。
通过分子对接确定复合物中两个分子正确的相
对位置和取向，研究两个分子的构象特别是底
物构象在形成复合物过程的变化是确定药物作
用机制，设计新药的基础。
LigandFit (Discovery Studio)
DS LigandFit模块可以方便快速地将小分子化合
物对接到生物大分子的活性位点中，是一个快速、
灵活的分子对接程序，可以考虑配体结合取向、
结合构象以及形状匹配等多种因素。
当研究的受体对象已存在有复合物结构，在
Ligandfit中可以根据已有的配体形态定义结合腔；
当没有复合物结构可供参考时，则应用“eraser”
和“flood-filling”算法根据受体的具体形态特
征，帮助使用者确定结合位点。
在对接完毕、收集优势构象之后，使用者还能够
进一步使用Ligscore对虚拟筛选结果进一步评价。
Ligscore不仅包括PLP、PMF等在内的8种不同算法
的打分函数，还包括对所有打分函数评分结果的
综合评价。
实验内容
Target molecules
Structures of A-Y
Docking
Results
Protein
Receptor
Target available X ray, NMR
Protein Data Bank (PDB)
http://www.rcsb.org/pdb
Docking流程图
下载蛋白
受体
受体蛋白修
饰
定义蛋白受
体
设置标准配
体
定义活性口
袋
目标化合
物结构
Ligandfit
结果分析与
讨论
一、下载受体蛋白
图1、A结构图
图2、Tadalafil结构图
 目标化合物因结构不同其舒血管活性有所差异，结构类似
于Tadalafil（又称Cialis，犀利士）
 Tadalafil是一个具选择性、可逆的cGMP特定的磷酸双水解
酶第五型(PDE5) 的抑制剂。
 从蛋白库网站下载受体蛋白PDE5酶（蛋白库编号：
1XOZ），文件格式为*.pdb。
二、配体与受体设置
 开机，进入DS。使用Open With | 3D Window 读入
D\XSSY\1oxz.pdb（事先由管理员拷入电脑中），分别使
用CTRL+T和CTRL+H 打开Data Table View 和Hierarchy
View
二、配体与受体设置
 蛋白设置：
 在Hierarchy View窗口，选中蛋白，在Chemistry |
Hydrogens | H add，给蛋白加氢
 选择waters，点Delete，去掉蛋白中的水分子
 选择<Chain>（标准配体），将其拖至Hierarchy View窗
口空白处，在Data Table View中将Chain名称改为ligand
二、配体与受体设置
 定义受体：在Hierarchy View，选中受体蛋白，在Tools
Explorer中选择Receptor-Ligand Interaction，点击
Binding Site | Definition | Define Selected Molecule as
Receptor, 将蛋白定义为受体。
 定义活性口袋：在Hierarchy View，将ligand 选取，点击
Binding Site | Definition | Find Sites as Volumes of Selected
Ligand，以标准配体为基础定义出活性口袋（图5）
三、Docking（分子对接）
 在Protocol Explorer，双击Receptor-Ligand Interaction 下
的Dock Ligand(LigandFit)。
 在Parameters Explorer 窗口，定义受体为1xoz:1xoz，
Input Binding Site为Site 1，Input Ligand选择All ligands
from a file | D\XSSY\ligand_sample. sd，Maximum Poses
Retained改为1，Minimization Algorithm（能量最小化）
改为Smart Mininizer，其它参数不变。
点击
按钮开始计算。
四、结果分析
 在Job Explorer 中双击前面完成的job。双击
ViewResults.pl，打开一个图形浏览界面，选中Data Table
View中的所有分子，在受体分子中显示配体分子，按
Ctrl+H显示Hierarchy View，观察配体分子与受体的对接
情况
四、结果分析
 Scripts | Ligand Interactions |Show Ligand Binding Site
Atom，仅显示与配体分子有相互作用的受体分子，并产
生氢键，结合打分函数及氢键，可以与活性相互对应，则
证明测试的配体与受体蛋白可能有相互作用，从分子水平
上对其活性作用位点进行初步探索。
四、结果分析
 分析：本次实验只选取了活性最好的分子（A、G、W）、
没有活性的分子（T、Q、F）及标准配体（ligand）进行
分子对接，从打分函数表（图8）可以看出，活性好的打
分相对要高些，并且A、G、W三个分子都与受体蛋白分
子ASP764有氢键相互作用，而没有活性的T、Q、F没有
氢键作用。
图1、A（黄）、G（绿）、W（白）
与ASP764氢键相互作用
图2、W（黄）与F（绿）对比图
W（黄）与ASP764有氢键相互作用
五、讨论
通过分子对接模拟，初步认为所测化合物的受体
蛋白是PDE5受体，且与标准配体Tadalafil的作用
位点一致，为今后进行药效机理的探讨、结构修
饰以及基于受体的药效团分析等做了铺垫。
Docking流程图
下载蛋白
受体
受体蛋白修
饰
定义蛋白受
体
设置标准配
体
定义活性口
袋
目标化合
物结构
Ligandfit
结果分析与
讨论
Thank
you!
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