Докинг низкомолекулярных лигандов в структуру белка

1. Подготовка файлов.

В банке pdb находим SMILES нотацию для NAG: nag.smi
C помощью obgen строим 3D структуру этого сахара в pdb формате:
obgen nag.smi > nag.mol
babel -imol nag.mol -opdb nag.pdb
nag.mol
nag.pdb
Создаем pdbqt файл лиганда:
/home/preps/golovin/progs/bin/prepare_ligand4.py -l nag.pdb -o nag.pdbqt
nag.pdbqt
Создаем pdbqt файл белка:
/home/preps/golovin/progs/bin/prepare_ligand4.py -r seq05.pdb -o seq05.pdbqt
seq05.pdbqt
Файл с параметрами докинга:
vina.cfg

2. Докинг.

vina --config vina.cfg --receptor seq05.pdbqt --ligand nag.pdbqt --out nag_seq05.pdbqt --log nag_seq05.log
babel -ipdbqt nag_seq05.pdbqt -opdb nag_seq05.pdb

Энергии 3ёх лучших расположений и геометрическая разница между ними

mode |   affinity | dist from best mode
     | (kcal/mol) | rmsd l.b.| rmsd u.b.
-----+------------+----------+----------
1         -4.2      0.000      0.000
2         -4.1     15.660     16.831
3         -4.0     15.427     16.826

Белок - голубой
Все состояния лиганда - синие

3. Докинг с учетом подвижности боковых радикалов белка

Сначала разобьем белок на две части, подвижную и неподвижную. Для подвижной части выберем 3 аминокислоты, которые использовали в прошлом задании для позиционирования лиганда: Lys142, Gly144, Leu84.
python /usr/share/pyshared/AutoDockTools/Utilities24/prepare_flexreceptor4.py -r seq05.pdbqt -s LYS142_GLY144_LEU84
vina --config vina.cfg --receptor seq05_rigid.pdbqt --flex seq05_flex.pdbqt --ligand nag.pdbqt --log nag_seq05_flex.log --out nag_seq05_flex.pdbqt

Энергии 3ёх лучших расположений и геометрическая разница между ними

mode |   affinity | dist from best mode
     | (kcal/mol) | rmsd l.b.| rmsd u.b.
-----+------------+----------+----------
   1         -4.2      0.000      0.000
   2         -4.1     12.820     13.889
   3         -4.0     12.674     13.832

По времени докинг шел немного дольше.

Сравнивая с обычным докингом (пункт 2), видно, что лиганд встроился примерно туда же.
Сравнивая же оба докинга с известной структорой 1lmp с рецептором:

то можно сказать, что обычный докинг тоже предполагал встраивание в такую же область. Неточности, возможно, связаны с тем, что все таки это не один и тот же белок, а похожий на него. Так же из-за неточности области в белке, в которой проводился докинг.
Таким образом, докинг может расположить лиганд наиболее близким образом. Энергия при этом: состояние 14 (-3.4), состояние 18 (-3.4).

4. Изменение радикала NAG

Метильный радикал группы СH3C(=O)NH заменен на:
-H nag_h.pdb
-OH nag_oh.pdb
-NH2 nag_nh2.pdb
-фенил nag_ph.pdb

Обыкновенный докинг

Три лучшие конформации для каждого лиганда с энергиями:

Конформация	Радикал
	H	OH	Nh2	Ph
1	-4.2	-4.6	-4.7	-5.6
2	-3.9	-4.5	-4.5	-5.6
3	-3.8	-4.4	-4.1	-5.3

На рисунках отображены расположения лигандов при первой конформации. Видно, что тут только радикал - фенил правильно расположился. Этот же радикал имеет и наибольшие энергии.

Докинг с учетом подвижности боковых радикалов белка

Три лучшие конформации для каждого лиганда с энергиями:

Конформация	Радикал
	H	OH	Nh2	Ph
1	-4.1	-4.3	-4.6	-4.9
2	-3.9	-4.3	-4.6	-4.8
3	-3.7	-4.0	-4.0	-4.7

В этом случае лучше всего встал ОН, а фенил все равно имеет большие энергии.