Binding Stability
导言
小分子药物结合在蛋白上的过程称之为Binding，小分子以一定的Binding Pose与蛋白稳定结合，了解蛋白质-配体复合物在原子水平上的 Binding Pose，可以在药物研发的先导化合物的优化阶段中为我们提供药物设计的思路，因此，使用分子动力学（MD）验证小分子Binding Pose的稳定性的方法便显得尤为重要。Hermite平台的Binding Stability模块提供了基于分子动力学模拟的方法衡量小分子-蛋白复合物中小分子Binding Pose的稳定性。
BCR基因与abl基因的无义融合导致组成活性酪氨酸激酶（Bcr-Abl），其转化细胞并导致慢性粒细胞白血病。与激酶结构域结合的Bcr-Abl小分子抑制剂可用于治疗慢性粒细胞白血病。我们本案例中使用了Bcr-Abl小分子抑制剂伊马替尼（STI-571，后文中称STI）与c-Abl激酶结构域的共晶结构（PDB：1IEP）[1]，研究其中小分子Binding Pose的稳定性。
1. Binding Stability
1.1 入口
左侧通用菜单栏Function → Virtual Screening → Binding Stability。
右侧出现Binding Stability的操作框（红框内所示），整体界面如下：
1.2 上传蛋白结构
点击Select File选框 → 从本地文件夹中选择所需蛋白文件1iep_pdb_prepared.pdb并上传。
1.3 上传配体结构
点击Select File选框 → 从本地文件夹中选择所需配体文件1iep.pdb_A STI 571.sdf并上传。
1.3.3 参数设置及提交任务
Simulation Method选择BPMD；
BPMD：Binding pose meta dynamics，一种改进的采样方法，可以有效地评估溶液中与蛋白结合的配体的稳定性，选择该方法对结合稳定性进行评估。
点击“Submit”提交该任务。
2. 结果分析
2.1 入口
左侧通用菜单栏 Job → 找到所需任务。
可以通过搜索Job Name找到该任务，也可以通过Job Type的筛选找到。
2.2 结果
2.2.1 结果展示
选择需要查看的任务，点击Operation列中的Show显示该任务的结果，界面如左图所示。
右图视频中显示Binding Stability的动力学轨迹，可切换展示10次轨迹视频。
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2.2.2 下载结果说明
下载
选择需要下载的任务，点击Operation列中的Download下载该任务的结果，界面如图所示。
结果分析：
1）结合稳定性：
results.csv：在该例中，PoseScore小于2Å，且CompScore小于0，表明与蛋白结合的配体在动力学过程中构象是稳定的。
fig_MOL_BPMD.png：PoseScore、ContactScore和CompScore在10 ns时长下的变化图。在该例中，三种评价指标在动力学的过程中均有比较好的收敛，表明结果可信度高。
注：
PoseScore：10次模拟中，配体重原子与初始配体重原子之间的均方根偏差（RMSD）的平均值；
ContactScore：每100 ps的构象与前1 ns构象的相互作用数（3.5 Å）之比记为每个时间下的ContactScore’，该表格中的ContactScore值为在10次模拟的最后2 ns，ContactScore’的平均值；
单次模拟下，CompScore’ = PoseScore - 5*ContactScore，该表格中的CompScore记为10次模拟中的CompScore’的平均值；
PoseScoreSD：10次模拟的PoseScore的标准差；
ContactScoreSD：10次模拟的ContactScore的标准差；
CompScoreSD：10次模拟的CompScoreSD的标准差。
2）结合自由能
GBSA.csv：不同帧下的GBSA自由能值。对配体与蛋白的结合自由能进行了计算，将不同相互作用对结合自由能的贡献进行拆分，方便进行后续分析。
参考文献
[1]:Nagar B, Bornmann WG, Pellicena P, et al. Crystal structures of the kinase domain of c-Abl in complex with the small molecule inhibitors PD173955 and imatinib (STI-571). Cancer Res. 2002;62(15):4236-4243.