2022/4/20 14:20:29 阅读：2164 发布者：chichi77
随着人们对共价抑制剂的发现越来越重视，越来越多的软件开始支持共价抑制的虚拟筛选。常用的共价对接软件有AutoDock4, CovDock, FITTED, GOLD, ICM-Pro与MOE等。
共价抑制剂的典型特征是配体的亲电部分（弹头）和蛋白受体上的亲核残基（主要是半胱氨酸）之间形成化学键。共价抑制剂的反应类型有迈克尔加成、亲核加成，亲核取代反应，开环反应，二硫化物的形成等。
本期教程为大家分享使用Schrodinger软件中的Covalent Docking模块进行共价对接的教程。
我们以JAK3蛋白-共晶配体复合物结构蛋白（PDB 5TOZ）为例，进行共价对接步骤演示。
JAK激酶(JAK)是I/II型细胞因子受体信号转导所必需的非受体酪氨酸激酶。JAK家族有四个成员:JAK1、JAK2、JAK3和TYK2。所有的四种JAK同工酶都参与了免疫相关的功能。四个JAK家族成员ATP结合位点的序列比对表明，JAK3具有可用于设计选择性抑制剂的独特残基--CYS-909。5TOZ复合物中的原配体PF-06651600是其中的一个JAK3选择性抑制剂，它通过Michael受体丙烯酰胺与CYS909共价结合实现JAK3对JAK1、JAK2与TYK的靶标选择性。
准备工作
首先，我们从PDB数据库中下载复合物结构，导入至软件中；
可以看到小分子与残基CYS909形成了共价键；
首先我们将共价键断开，可使用3D Builder工具进行键的断裂和结构修正；
与画结构类似，就不详述了。此时，已经将共价键断开；
选中配体分子，右键选择Extract to New Entry，将配体从复合物结构中抽离出来；
分别使用Protein Preparation Wizard和LigPrep模块对小分子和蛋白进行处理，此步骤可查看之前的教程，这里不再赘述。
执行共价对接
点击Task>Glide>Covalent Docking打开共价对接窗口；
在Receptor选项卡中设置受体相关信息：
Reactive Residues中输入参与反应的氨基酸编号，如我们这里选择A链的CYS909残基，因此输入A：909，选择的氨基酸会高亮显示。
也可勾选Pick选项，然后在图形界面手动选择氨基酸残基。
Enclosing Box中设置对接盒子，与正常分子对接设置的方法相同，这里不再赘述。
我们这里选择对接盒子的中心坐标为-0.7，17.8，-5.13；
选择对接配体为使用LigPrep处理后的配体；
切换至Reaction Type选项卡；
由于PF-06651600是通过Michael受体丙烯酰胺与CYS909共价结合实现JAK3对JAK1、JAK2与TYK的靶标选择性；
因此，反应类型Reaction Type的下拉菜单中选择Michael Addition即迈克尔加成反应；
如果是通过其他的方式形成共价键，也可以选择其他的反应类型，可参考下表：
此外，Schrodinger也支持自定义反应类型的共价对接，可在Reaction Type的下拉菜单中选择Custom，然后导入反应式文件即可（之后的推文会带来该部分教程）。
配体的默认SMARTS模式是通用的。 如果想要使用更特定的SMARTS模式，以在实际的反应性功能组之外应用其他条件。可通过编辑或添加的方式进行SMARTS模式的更改。
如果需要设置位置或氢键的限制性对接，可以切换至Constraints选项卡进行设置，此步骤也与常规分子对接的设置方法相同。
切换至Docking选项卡，选择对接模式；
共价对接有两种模式：姿势预测（Pose Prediction）（执行完整的协议以进行准确的姿势预测）和虚拟筛选（Virtual Screen），跳过费时的步骤，例如旋转取样和最小化，以筛选大量配体。
虚拟筛选至少比姿势预测快10倍。如果要从大量配体中找到可能的共价结合剂，可选择虚拟筛选（Virtual Screen）。配体数上限为10000，因此如果有更多配体，则必须分批运行。如果要为几个配体找到合适的姿势，可选择“姿势预测”（Pose Prediction）。每个配体的姿势预测可能需要1-2小时。
我们这里选择Pose Prediction，即在Docking Mode的选项下拉菜单中，选择Pose Prediction（Thorough）;
Refinement可设置对接pose的细化，如果GlideScore比指定的最佳GlideScore高，则会丢弃该pose。 GlideScore临界值的默认值为2.5 kcal / mol，最多200个pose。一般设置为默认即可。
在使用Pose Prediction模式时，可选择Perform MM-GBSA scoring来对结合亲和力进行评分，但该结合亲和力并不包含共价结合（默认是不勾选的）。
在Output中可以设置对接结果保留的pose。
设置完成后，点击Run运行任务（也可以设置并行计算来加快计算速度）。
对接结束后，查看对接结果，可以看到配体分子与CYS909形成了共价键；
通过Ligand Interaction Diagram来查看2D相互作用图，黑色实线即表示共价键；
以上就是利刃君为大家带来的使用Schrodinger软件进行共价对接的教程啦~
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