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.