Virtual Structural Biology Group » Учебные курсы

h2.  Докинг низкомолекулярных лигандов в структуру белка 

h3. Традиционные ссылки на полезные ресурсы: 

* Видеурок по работе с Autodock Vina (http://vina.scripps.edu/tutorial.html ).

Вся работа по расчётам будет проходить на vsb.fbb.msu.ru через терминал putty.

h3. Введение 

Цель данного занятия ознакомится с возможностями докинга низкомолекулярного лиганда в структуру белка.

В этом занятии мы будем пользоваться пакетом Autodock Vina и Autodock tools. Это программное обеспечение распространяется бесплатно для академических пользователей.

h3. Объект 

Вы будете работать с белком лизоцимом структуру которого вы построили на основе гомологичного моделирования.

h3. Задание 

Программе Autodock Vina для докинга необходимы специально форматированные файлы pdb c зарядами и указанием торсионных углов. Для начала попробуем провести докинг одного из мономеров сахара (NAG) из прошлого занятия. 

# В банке pdb найдите SMILES нотацию для NAG. Это удобно сделать на странице структуры 1lmp. Сохраните эту нотацию в файл nag.smi. 

# C помощью obgen постройте 3D структуру этого сахара в pdb формате. Далее я буду указывать какие команды запускать а синтаксис вы уже знаете из предыдущих практикумов. 

<pre>

obgen nag.smi > mol-файл

babel .. из mol-файла в pdb-файл

</pre>

# Скриптом **prepare_ligand4.py** из пакета Autodock tools создайте pdbqt файл вашего лиганда. Использование **prepare_ligand4.py** узнайте запустив скрипт с флагом **-h**. 

# Так же, скриптом **prepare_receptor4.py** из пакета Autodock tools создайте pdbqt файл вашего белка. Использование **prepare_receptor4.py** узнайте запустив скрипт с флагом **-h**.

# Итак у вас есть входные файлы. Теперь надо создать файл с параметрами докинга **vina.cfg**. Как Вы помните для докинга необходимо указать область структуры белка в которой будет происходить поиск места для связывания. Удобно его задать как куб с неким центором. Координаты центра мы определим из модели комплекса, которую мы построили на прошлом занятии. Определите центр масс с помощью PyMol, команда pseudoatom.

Постройте файл vina.cfg с примерно таким содержанием: 

 <pre>

center_x=40.0

center_y=42.0

center_z=26.5

size_x = 25

size_y = 25

size_z = 25

num_modes = 20 

 </pre>

В принципе его содержимое самоочевидно.

# Теперь можно провести первый докинг: 

<pre>

vina --config vina.cfg --receptor prot.pdbqt --ligand nag.pdbqt --out nag_prot.pdbqt --log nag_prot.log

</pre>

# Просмотрите файл nag_prot.log и занесите в отчёт энергии 3ёх лучших расположений и геометрическую разницу между ними. В PyMol загрузите файлы nag_prot.pdbqt и prot.pdbqt. Включите анимацию. Отобразите все состояния на одной картинке и добавтье изображение к отчёту.

  1. Теперь давайте проведём докинг рассматривая подвижность некоторых боковых радикалов белка. Сначала разобьем белок на две части, подвижную и неподвижную. Для подвижной части выберем 3 аминокислоты которые вы использовали в прошлом задании для позиционирования лиганда. 

<pre>

prepare_flexreceptor4.py -r prot.pdbqt -s GLU1_ASN5_ASP13

</pre>

если prepare_flexreceptor4.py не сработало, давайте зададим полный путь к утилите

<pre>

python /usr/share/pyshared/AutoDockTools/Utilities24/prepare_flexreceptor4.py -r prot.pdbqt -s GLU1_ASN5_ASP13

</pre>

и проведём докинг:

<pre>

vina --config vina.cfg --receptor prot_rigid.pdbqt --flex prot_flex.pdbqt --ligand

</pre>

# Просмотрите файл nag_prot_flex.log и занесите в отчёт энергии 3ёх лучших расположений и геометрическую разницу между ними и сравнение времени с докингом без подвижных радикалов. В PyMol загрузите файлы nag_prot_flex.pdbqt и prot_rigid.pdbqt. Включите анимацию. Отобразите все состояния на одной картинке и добавьте изображение к отчёту. В отчёт надо занести различия которые Вы обнаружите по сравнению с обычным докингом.

  # Сделайте вывод, может ли докинг расположить лиганд наиболее близким образом к тому, что вы получили в моделировании. Если да, то отметьте энергетическую эффективность этого расположения.

  # NAG содержит в себе СH3C(=O)NH группу. Создайте 3 лиганда где метильный радикал этой группы будет заменён на :

    * OH

    * NH2

    * H

    * Ph 

Для каждого из этих лигандов проведите обыкновенный докинг и представьте результаты в виде таблицы из трёх лучших расположений для каждого лиганда.

#  Проведите докинг с подвижными радикалами для новых 3 лигандов (кроме Н) и сравните их связывание во всех случаях.