Задание 10 (выполнено Борисовой Мариной)

Цель:ознакомится с возможностями докинга низкомолекулярного лиганда в структуру белка.

I. Находим аннотацию SMILES для NAG.

CC(=O)N[C@@H]1[C@H]([C@@H]([C@H](O[C@H]1O)CO)O)O

II. Создаем 3D структуру сахара в pdb.

III. Создаем pdbqt с помощью Autodock скрипта для лиганда и рецептора.

prepare_ligand4.py -l nag.pdb -o nag.pdbqt

prepare_receptor4.py -r lys3.pdb -o lys3.pdbqt

IV. Создаем файл с параметрами докинга vina.cfg.

Центральным атомом был выбран C7B атом лиганда.

V. Первый докинг.

• анализ nag_lys3.log

3 лучших положений:

энергия (ккал/моль)	геометрическая разница (u.b.rmsd)
-6.2	0
-6.1	1.722
-6.1	5.779

• анализ nag_lys3.pdbqt и lys3.pdbqt

VI. Докинг с подвижность некоторых боковых радикалов белка.

prepare_flexreceptor4.py -r lys3.pdbqt -s TYR63_TRP98_ARG143

Докинг с подвижностью некоторых боковых радикалов белка выполняется примерно в 8 раз медленее, чем обычный.

• анализ nag_lys3_flex.log

3 лучших положений:

энергия (ккал/моль)	геометрическая разница (u.b.rmsd)
-5.2	0
-5.2	4.024
-5.1	3.900

• анализ nag_lys3_flex.pdbqt и lys3_rigid.pdbqt

Изображения лучших положений:

Различия:

при обычном докинге энергии связывания лиганда с белком на 1ккал/моль выше.

в подвижном докинге конформацию изменяют не только молекулы лиганда, но и выделенные молекулы белка (в нашем случае - тирозин, триптофан, аргинин). Изменение положений остатков белка дает больше разных положений лиганда. (На приведенном изображении справа вглубине видно небольшое колебание тирозина.)

VII. Сравнение результатов гомологичного моделирования и докинга.

Если сравнивать положения полученые с помощью докинга с положением среднего мономера сахара полученного при моделировани, то никакой докинг не дает близких положений.

А если рассматривать положение относительно всех трех мономеров, то наиболее приближено положение полученное в обычном докинге с энергией -5.5 (16 модель).

VIIIa. Обычный и подвижный докинг с заменой метильного радикала на гидроксильный.

OC(=O)N[C@@H]1[C@H]([C@@H]([C@H](O[C@H]1O)CO)O)O

nag_o.pdb

Обычный докинг	Подвижный докинг
энергия (ккал/моль) геометрическая разница (u.b.rmsd) -6.1 0 -6.0 5.352 -5.9 4.212	энергия (ккал/моль) геометрическая разница (u.b.rmsd) -5.5 0 -5.5 2.610 -5.5 3.367

VIIIb. Обычный и подвижный докинг с заменой метильного радикала на амино.

NC(=O)N[C@@H]1[C@H]([C@@H]([C@H](O[C@H]1O)CO)O)O

nag_n.pdb

Обычный докинг	Подвижный докинг
энергия (ккал/моль) геометрическая разница (u.b.rmsd) -6.6 0 -6.3 2.515 -6.2 5.306	энергия (ккал/моль) геометрическая разница (u.b.rmsd) -6.0 0 -5.9 2.588 -5.9 3.401

 

VIIIc. Обычный и подвижный докинг с заменой метильного радикала на водород.

C(=O)N[C@@H]1[C@H]([C@@H]([C@H](O[C@H]1O)CO)O)O

nag_h.pdb

Обычный докинг	Подвижный докинг
энергия (ккал/моль) геометрическая разница (u.b.rmsd) -5.8 0 -5.7 4.788 -5.3 3.478	энергия (ккал/моль) геометрическая разница (u.b.rmsd) -5.1 0 -5.0 1.626 -4.9 3.388

Во всех случаях замены видно, что энергия связывания конформаций при обычном докинге на единицу больше.

Лучшая энергия при заменах убывает в следующем порядке: амино>гидроксильный>водород. Причем наилучшая энергия связывания лиганда с метильным радикалом находится между амино и гидроксильным. Получается следующая шкала: амино>метильный>гидроксильный>водород.

ї 2010-11 Borisova Marina