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Protein-Protein Docking

1. 前言​

蛋白对接技术是一种预测蛋白质相互识别以及相互作用的技术。在Hermite中，可以使用Protein-Protein Docking来实现蛋白质的对接计算。Protein-Protein Docking是基于快速傅里叶转化相关性技术的刚性蛋白对接算法，快速傅里叶转化相关性技术被用于搜索蛋白-蛋白系统的平动和转动空间。

2. 使用方法​

2.1 入口​

  • 左侧通用菜单栏Function → Biomacromolecule → Protein-Protein Docking。

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  • 右侧出现Protein-Protein Docking 的操作框（红框内所示），整体界面如下：

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2.2 操作​

2.2.1 受体文件输入​

  • 受体结构输入有三种方式：

1）方式1 Select from 3D Workspace：点击Select from 3D Workspace选框 → 弹出Select Structure框 → 界面左侧Structure Hierarchy框内或3D Workspace中选择所需蛋白结构 → Select Structure框内显示选中的蛋白名称，点击OK。

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2）方式2 Select from Project：点击Select from Project选框 → 界面中间弹出Select from Project框 → 选中所需蛋白结构 → 点击OK。

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3）方式3 Select File：从本地文件夹中选择所需蛋白结构（.pdb格式）并上传。

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2.2.2 受体结构处理​

1）点击Protein Preparation → 界面中间弹出Protein Preparation框 → 选中需要处理的受体结构 → 点击Next。

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2）参数设置：选中需要保留的成分，点击Next → 按照默认参数，点击Submit，提交任务

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2.2.3 配体类型确定、输入及处理​

  • 若配体是抗体点击Yes，若配体是普通蛋白质或酶则点击No。

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2.2.3.1 配体为普通蛋白质或酶​
配体结构的输入​
  • 输入方式有三种：

1）方式1 Select from 3D：点击Select from 3D 选框 → 弹出Select Ligands框 → 界面左侧Structure Hierarchy框内或3D workspace中选择所需配体结构 → Select Structure框内显示选中的配体名称，点击OK。

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2）方式2 Select from Project：点击Select from Project选框 → 界面中间弹出Select from Project框 → 选中所需配体结构 → 点击OK。

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3）方式3 Select File：从本地文件夹中选择所需配体文件（支持mol和sdf文件格式）并上传。

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配体结构处理​

1）点击Protein Preparation → 界面中间弹出Protein Preparation框 → 选中需要处理的受体结构 → 点击Next。

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2）参数设置：选中需要保留的成分，点击Next → 按照默认参数，点击Submit，提交任务

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结合位点设定（选项，即非必需设定）​
  • 结合位点有两种设置方法（注：目前仅支持基于配体设定）

1）方法1 选择配体链 → 输入氨基酸序号 → 点击Add

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2）方法2 在Structure Hierarchy、Sequence Viewer或3D Workspace中选择配体上关键的氨基酸：如，选择506和507，在右边Selected Residue框中会直接出现I：506-507 → 点击Next。

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2.2.3.2 配体为抗体​
配体结构的输入​
  • 输入方式有三种：

1）方式1 Select from 3D：点击Select from 3D 选框 → 弹出Select Ligands框 → 界面左侧Structure Hierarchy框内选择所需配体结构 → Select Structure框内显示选中的配体名称，点击OK。

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2）方式2 Select from Project：点击Select from Project选框 → 界面中间弹出Select from Project框 → 选中所需配体结构 → 点击OK。

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3）方式3 Select File：从本地文件夹中选择所需配体文件（支持mol和sdf文件格式）并上传。

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配体结构处理​

1）点击Protein Preparation → 界面中间弹出Protein Preparation框 → 选中需要处理的受体结构 → 点击Next。

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2）参数设置：选中需要保留的成分，点击Next → 按照默认参数，点击Submit，提交任务

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结合位点设定​
  • 若配体为抗体时，程序会自动将部分CDR区设定为对接位点。也可以手动修改结合位点，修改方式有两种，具体详见2.2.3.1 中「结合位点设定」。（注：目前仅支持基于配体设定）

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2.2.4 参数设置​

1）确认受体、配体以及设置的对接位点；

2）Number of Results to keep：设置保留结果的个数（注：最多可设置1000）；

3）Rotational Sampling Angles：设置旋转采样角度，可设置3600或54000；

4）Pose Refinement：优化构象，方式包括：Energy Minimization和Simulated Annealing；

5）Total Predicted Expense：估计预测所需花费（注：机时费和参数设置有关）；

6）Job Name处命名该任务；

7）点击Submit提交任务。

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3. 结果分析​

3.1 入口​

  • 左侧通用菜单栏Job

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3.2 操作​

3.2.1 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，界面如图所示。
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3.2.2 结合模式分析​

  • Pose展示及切换

    • 在右侧Protein Protein Docking Result界面的Operation列点击3D，将配体-受体对接后的结合模式显示在3D Workspace中。点击3框中箭头可对pose切换。

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  • 查看非键相互作用

    • 配体-受体相互作用界面的氨基酸残基以Line形式呈现，虚线为非键相互作用，点击虚线则在3D Workspace左下角出现对于该相互作用的具体说明。或点击右下方Interaction下方的箭头，可出现非键相互作用类型的说明。

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3.2.3 表格内容说明​

  • Pose ID：记录配体-受体结合模式的序号；

  • Amber Score、AMOEBA Score和DFIRE Score：为配体与蛋白的对接评分，点击即可按从高到低或者从低到高的方式进行排序；

  • Operation中包括3个操作选项：

  • 3D：在3D Workspace中显示该配体。

  • Mark：针对部分特殊的数据行，可以点击Mark处进行人工备注，备注好后会显示于Mark一栏中，并支持按备注搜索。

  • Download：下载对接后的该分子，可储存为.pdb和.csv格式。

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3.2.4 结果下载​

  • 下载方式有三种

1）方式1 单个结果下载：在Operation中的Download可针对单个pose的结果进行下载；

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2）方式2 指定多个结果下载：复选框中选中多个对接结果 → 点击界面右上角的Dowload → 点击Submit提交任务，即可实现多个结果的批量下载。

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3）方式3 批量下载： 点击右上角的Download → 点击在2框中设置下载的数量 → 点击Submit提交设置；再点击右上角Download Link → 在弹出的窗口中点击程序准备好的链接即可批量下载。

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