Макромолекулярный докинг

Суть задания ознакомиться с программой ZDOCK и сделать предсказание о свзывании фрагмента антитела (VHH domain) c панкреатической альфа-амилазой.

In [7]:
%%bash
export LD_LIBRARY_PATH=${LD_LIBRARY_PATH}:/home/preps/golovin/progs/lib
export PATH=${PATH}:/home/preps/golovin/progs/bin
In [ ]:
!echo 10 | pdb2gmx -f amylase.pdb -o amylase_h.pdb -p -water none -ignh
In [ ]:
!echo 10 | pdb2gmx -f camelid.pdb -o camelid_h.pdb -p -water none
In [ ]:
%%bash
export LD_LIBRARY_PATH=${LD_LIBRARY_PATH}:/home/preps/golovin/progs/lib
export PATH=${PATH}:/home/preps/golovin/progs/bin
mark_sur amylase_h.pdb amylase_h_m.pdb

mark_sur помечает поверхностные основания в pdb файле.

In [ ]:
%%bash
export LD_LIBRARY_PATH=${LD_LIBRARY_PATH}:/home/preps/golovin/progs/lib
export PATH=${PATH}:/home/preps/golovin/progs/bin
mark_sur camelid_h.pdb camelid_h_m.pdb
In [13]:
%%bash
export LD_LIBRARY_PATH=${LD_LIBRARY_PATH}:/home/preps/golovin/progs/lib
export PATH=${PATH}:/home/preps/golovin/progs/bin
zdock

Usage: zdock [options] -R [receptor.pdb] -L [ligand.pdb]
Standard PDB format files must be processed by mark_sur to add atom radius, charge and atom type. If you know that some atoms are not in the binding site, you can block them by changing their atom type (column 55-56) to 19.
  Available options:
   -o filename     : set the output filename (default to zdock.out)
   -N int          : set the number of output predictions, (default to 2000)
   -S int          : set the seed for the randomization of the starting PDBs (default to no randomization)
   -D              : set rotational sampling to be dense, used only if zdock output will be further processed by more detailed binding energy calculations (default to none)
   -F              : fix the receptor, preventing its rotation and switching with ligand during execution.
In [17]:
##докинг
%%bash
export LD_LIBRARY_PATH=${LD_LIBRARY_PATH}:/home/preps/golovin/progs/lib
export PATH=${PATH}:/home/preps/golovin/progs/bin
zdock -R amylase_h_m.pdb -L camelid_h_m.pdb

ZDOCK has successfully completed and zdock.out has been created.
In [6]:
%%bash
export LD_LIBRARY_PATH=${LD_LIBRARY_PATH}:/home/preps/golovin/progs/lib
export PATH=${PATH}:/home/preps/golovin/progs/bin
zrank zdock.out.cp 1 2000
sort -n -k2 zdock.out.cp.zr.out | head

1589	-28.661
1252	-27.5357
610	-25.5514
1436	-22.3979
1952	-21.1778
982	-17.5643
1284	-16.9435
851	-14.7227
679	-13.8186
1666	-11.6282
In [ ]:
%%bash
wget http://files.rcsb.org/download/1KXT.pdb
In [12]:
##получили файлы
%%bash
export LD_LIBRARY_PATH=${LD_LIBRARY_PATH}:/home/preps/golovin/progs/lib
export PATH=${PATH}:/home/preps/golovin/progs/bin

ln -s /home/preps/golovin/progs/bin/create_lig 
create.pl zdock.out

Process is interrupted.
In [10]:
##считаем rmsd
import subprocess
for i in [1589, 1252, 610, 1436, 1952, 982, 1284, 851, 679, 1666]:
    cmd1 = 'echo 1 1 | g_rms -s 1kxt_mol.pdb -f complex.%s.pdb -o %s.xvg' %(i,i)
    subprocess.call(cmd1,shell=True)
    cmd2 = 'sed -n -e 14p %s.xvg >> rmsd.txt' %(i)
    subprocess.call(cmd2,shell=True)
In [11]:
!awk ' {print $2} ' rmsd.txt

2.5094872
2.5094872
2.5094872
2.5094872
2.5094872
2.5094872
2.5094872
2.5094872
2.5094872
2.5094872

Так как все значения RMSD оказались для всех моделей одинаковыми, то сравним в PyMol модель 610 и 1kxt.

Рис. 1. Наложение структур модели 610 и 1kxt

Видно, что сами амилазные части хорошо совпали, а лиганды совпали довольно плохо. Но можно заметить, что совпало место прикрепления лиганда к белку.