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本文导读

分子对接

更新时间:2024-12-13 GMT+08:00
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分子对接基于华为云大算力,可根据靶点蛋白和小分子药物的3D结构,计算对接结合能,实现百万级别虚拟筛选。

  1. 单击“分子对接”功能卡片,进入分子对接受体预处理页面,单击上传受体文件,进行受体蛋白预处理配置。

    受体文件仅支持PDB格式,若文件中存在多个受体,默认只处理第一个。受体文件支持上传1个或者多个文件,最多支持输入20个受体文件,文件来源包含数据中心、PDB库、示例数据。

    图1 上传受体文件
  2. 受体预处理参数配置。
    • 去水:去掉受体蛋白里面的水分子。
    • 去金属离子:去掉受体蛋白里面的金属离子。

    去水、去金属离子参数默认是勾选状态,若上传的受体中包含配体,提交任务时系统会自动删除配体。

  3. 单击“应用全局",可以对受体进行批量处理。
  4. 单击“下一步”,进入配体预处理页面。
  5. 单击“上传配体”后的,选择配体文件。

    配体文件仅支持输入1个文件。

    配体支持SDF、MOL2、PDB、 SMI格式文件,SMILES最多512字符,不能有中文或者空格,重原子不能超过200,配体分子需合法。

    配体列表可显示总条数,但最多展示1000个小分子,对接时使用全量小分子。配体来源包含:数据中心、示例数据、公共库。且公共库预置了分子数据库,包含了陶术数据库、DrugSpaceX数据库、DrugBank数据库可以进行使用,单击“公共库”,可以进行选择。

    图2 选择配体文件
  6. 单击“下一步”,在对接设置页面配置相关参数。
    图3 设置参数信息
    • 引擎:对接引擎支持DSDP,AutoDock Vina和Similar Docking。DSDP是由北大高毅勤团队研发的基于GPU加速的对接方法,支持全局对接。

      如果对接引擎选择Similar Docking,不需设置口袋信息,但需要为每一个靶点上传一个“模板配体文件”。

    • 配置受体口袋位置,如果包含多个受体文件,需要每个受体都进行口袋设置,才能单击提交。
      • 原始配体

        将原始配体作为口袋位置,也可以通过上传配体文件来进行口袋设置。

      • 选择残基

        选择某些残基来作为口袋位置。

      • 自动预测

        如果受体口袋位置未知,可以使用自动预测软件来进行口袋位置预测。

      • 全局对接

        将整个受体作为口袋位置。

      • 自定义

        手动修改口袋位置和大小。

      • padding

        口袋位置放大多少尺寸。

  7. 配置成功后,单击“提交”。
  8. 查看分子对接结果。

    如果是多受体对多配体,打开作业结果页面可以看到结合能二维矩阵,支持分别按照靶点和小分子进行排序。

    图4 查看输出结果(1)

    单击受体结合能框,跳转到单受体对多配体的结果表页面,可以下载全量及单条对接结果。

    如果需要下载多个结果,可以选择结果后,单击左上角的“下载”。如果需要下载单条数据,单击数据操作列的“下载”即可。

    图5 查看输出结果(2)

    单击可以按照属性以及相互作用力进行高级筛选。

    图6 高级筛选
    单击“查看3D”可以看到小分子和靶点的对接构象。
    图7 查看3D
    单击配体对比,可以计算对接后的构象与输入小分子的RMSD值和输入小分子和靶点的相互作用2D图。
    图8 设置配体对

    图9 配体对接结果图
    单击查看2D相互作用图,可以看到对接后的小分子构象与蛋白的2D相互作用图,并且支持相互作用2D图下载。
    图10 查看2D相互作用图

    单击“下游分析”选择分子搜索、分子属性预测、分子优化或分子属性预测或合成路径规划或自由能微扰后,单击“确定”即可创建下游分析。

    单击“下载3D”可以下载小分子或复合物,小分子支持SDF和PDB格式,复合物只支持PDB格式。

    单击“查看详情”可以直观查看小分子的结合能和属性信息。

    图11 查看详情

    单击按钮,可以收藏对接结果,收藏后可直接在收藏夹页查看。

  9. 分子对接结果支持以卡片视图的形式进行查看,参考图12,在卡片视图中:
    图12 查看输出结果(3)
    • 单击右上方的选择下拉框,可以选择分子的排序方式,将分子按照所选的排序方式进行展示。
      图13 排序方式
    • 单击每个分子卡片右上方的,可以选择“查看详情”、“查看3D”、“下游分析”、“下载3D”。
      • 查看详情:单击查看详情,跳转至分子列表页进行查看。
      • 查看3D:查看分子的3D视图。
      • 下游分析:分子优化对应的下游分析为分子搜索、分子属性预测、分子优化、自由能微扰和合成路径,单击“确定”即可创建。
      • 下载3D:如果分子设置了靶点,可以单击“下载3D”下载优化后的小分子或者复合物,如果分子未设置靶点,单击“下载3D”只能下载小分子,小分子支持SDF和PDB格式,复合物只支持PDB格式。
    • 每个分子卡片上会展示相应分子序号与对应的参数Vina Score、QED、SaScore
      • Vina Score:代表分子如果添加了靶点,将会计算对接结合能,并按照Vina Score进行排序
      • QED:代表分子的成药性。
      • SaScore:代表合成可及性分数,旨在评估分子的合成难易程度。
  10. 查看作业信息
    点击作业的“作业信息”页面可以查看作业的运行时间和配置参数。
    图14 查看作业信息

聚类分析

目前分子对接返回的结果小分子数较多,无法进行批量分析,通过一些聚类的

辅助方式能更好的选择分子。从每个类里挑选出一两个分子进行后续分析和验证,提高分析的效率和分析质量。也可以通过聚类找出一些关键的骨架,来进行下游的分子优化、分子属性预测、合成路径规划等。

  1. 在输出结果页面左上角单击“聚类分析”后,系统开始进行分析,同时显示“聚类分析中”。

  2. 待聚类分析完成后,单击“查看聚类结果”。进入聚类结果页。
  3. 在聚类结果页面,可以查看每个聚类的分子数量等信息。
    图15 查看聚类结果
  4. 单击某个聚类的操作列的“查看详情”,即可进入聚类详情页面,聚类详情页支持以卡片、列表以及3D的形式查看。默认展示卡片页面,用户可自行进行切换。
    图16 查看聚类详情
    说明:
    • 每个结果页面只用进行一次聚类分析操作。
    • 聚类结果是存成文件,如果文件被删或者获取不到的话会有警告, 聚类结果不存在。此时可以单击“重新聚类分析”。
    • 如果聚类失败,根据提示失败原因解决问题后,可单击“重新聚类分析”。

相关参数

分子对接的具体参数,请参考相关参数

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