分子对接技术服务（molecular docking）

佰莱博分子对接（molecular docking）技术服务

一、技术简介

分子对接（molecular docking）是分子模拟的重要方法之一，其本质是两个或者多个分子之间通过几何匹配和能量匹配相互识别的过程。其中，几何匹配是分子间发生相互作用的基础，通过计算机计算出配体与受体最佳的空间结合构象；能量匹配则是分子间保持稳定结合的基础，通过对受体－配体复合物间的弱相互作用（包括氢键、范德华力、π-π相互作用等）进行计算，找到受体－配体复合物结合能最低，也就是最稳定的构象。

通过几何匹配和能量匹配，分子对接方法在小分子药物设计、多肽类药物设计、抗体类药物设计以及核酸抑制剂等领域有着广泛的应用。

图1 分子对接原理简化示意图

二、服务内容

1. 同源建模，适用于蛋白无晶体结构的情况；

2. 蛋白和配体结构准备

3. 蛋白活性位点预测

4. 分子对接；

5. 从对接结果中，挑选结合能最低且复合物结构最稳定的结果进行可视化。

6.数据解读

图2 分子对接技术流程图

三、技术参数

1、 受体信息：

① 需要提供PDB数据库蛋白编号；

② 需要提供Uniprot数据库蛋白/基因编号；

③ 蛋白的物种信息以及完整的氨基酸序列；

④ 蛋白的活性位点信息；

⑤ 相关的参考文献。

2、 配体信息：

① 如果配体是蛋白同受体信息要求；

② 普通小分子提供CAS号或者SMILES；

③ 普通小分子也可以直接提供结构（建议Chemdraw软件绘制）；

④ 普通小分子尽量提供2D结构文件（sdf/mol2等常用格式）；

3、 活性位点信息：

提供的受体蛋白没有活性位点信息需要额外的AI位点预测服务。

四、结果分析

随着X-RAY晶体衍射和NMR技术的进步，越来越多的蛋白质的晶体结构被解析。这些晶体结构并不能直接用于分子对接时，有时解析的结构信息会包含一些错误，如氨基酸缺失等等，在对接前需要对蛋白质的结构进行修复，才能用于后续的分子对接。一般而言解析的晶体结构缺失氢原子的位置信息，在对接前需要进行加氢、计算电荷分布才能用于对接。

准备蛋白结构后需要寻找药物分子结合的活性位点，针对靶标蛋白的活性位点进行分子对接能极大地提高分子对接的准确性。而靶标蛋白的活性位点信息可以通过已报道的文献研究来获得，如果确实没有相关的信息，也可以通过计算机预测，寻找合适的活性位点。

亲和力的单位为kcal/mol（AutodockVina），即受体与配体相互结合的强度。一般认为当这个能量的值为负值时，受体与配体的结合能自发进行，同时亲和力的绝对值越大表明受体－配体复合物的稳定性越高。

在对对接结果分析时，除了关注亲和力的大小，也应当检查受体与配体之间的相互作用，非键弱相互作用（ 氢键 ≈ π-cation键 > π-π堆积 > 范德华力）对于维持受体－配体复合物的稳定十分重要。在选择最佳的对接结果时，不应当只考虑亲和力的大小，更应该关注受体与配体之间形成的弱相互作用。

 

五、结果交付

1、位点预测图

  预测的蛋白的活性位点

表1 预测的结合口袋处的蛋白残基