前言

传统的体外实验方法，如紫外-可见光谱（UV-vis）、荧光光谱、圆二色谱（CD）、电化学方法以及表面等离子体共振（SPR）传感器，长期以来一直被用于研究生物活性化合物的相互作用机制。然而，它们无法直接揭示原子水平上的相互作用。

分子模拟方法能够准确、直观地在原子层面预测结合模式，揭示体外实验难以捕捉的机制细节。它们还能辅助更高效地重新设计功能大分子，并从包含数百万分子的大型数据库中快速筛选生物活性化合物。

目标与意义

  • 掌握分子对接的流程
  • 学会最常见的蛋白-小分子对接任务

分子对接的流程

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Yu Y, Xu S, He R, et al. Application of molecular simulation methods in food science: Status and prospects[J]. Journal of agricultural and food chemistry, 2023, 71(6): 2684-2703.

分子对接的实操

本次分子对接所做的任务是蛋白结构与小分子结构皆已知的对接

对接对象：人胰脂肪酶 x 奥利司他

对接受体的下载与处理

RCSB 中搜集人胰脂肪酶的三维结构（PDB）

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使用 Pymol 对胰脂肪酶进行处理（去水加氢）

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使用 p2Rank 预测胰脂肪酶对接位点

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center_x、center_y、center_z 是本次对接所需的对接位点

对接配体的下载与处理

使用 pubchem 下载奥利司他小分子（Mol2）

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使用 pymol 处理奥利司他小分子（加氢）

若有需求，需要对小分子做能量最小化（高斯、orca）

编写对接配置文件

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对接文件格式转换（pdb、mol2 转换为 pdbqt）

进入 ubuntu 系统，安装 mgltools 并配置好 python 解释器

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在 ubuntu 下输入命令进行文件格式的转换，以便 Vina 识别三维结构文件

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# 受体文件的格式转换命令
prepare_receptor4.py -r 2PPL-rmWaterAddHy.pdb -o 2PPL-rmWaterAddHy.pdbqt -A hydogens
# 配体文件的格式转换命令
prepare_ligand4.py -l orlistat.mol2 -o orlistat.pdbqt

转换格式完毕后，在 ubuntu 下安装 autodock-vina 并运行对接命令

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# 安装autodock-vina
sudo apt install autodock-vina
# 运行vina进行分子对接
vina --config 2ppl.conf

运行完毕后，会生成含结合能的对接结果以及对接后的小分子配体，该结果可用于后续的分子动力学模拟

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分子对接结果文件