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  • 1 # 學習向上

    討論的重點是結合模式的判斷,因為我們已知現有的對接軟體的打分函式預測能力非常有限,而且一般情況下是我們不能左右的。由於研究物件千差萬別、研究內容錯綜複雜,很難有一個公認的標準去判斷對錯。我們對待分子對接結果的總原則是,儘可能多地獲得來自實驗方面的可靠資訊,然後根據你對該體系的瞭解,做出合理的判斷。若沒有明確證據支援你排除某個結果,就接受它;從眾多結果中,選擇最合理的那個。

    以下探討,是在沒有實驗資料、文獻參考的情況下進行的,因此,可用資訊不多,這也是大家普遍遇到的情況。

    1、針對單個配體的分析

    根據“鎖鑰原理”和“誘導契合”理論,配體分子能夠正確結合在蛋白口袋內,其在形狀上和靜電分佈上應當與口袋吻合(互補),並有足夠多或強的相互作用力來維持。其中,疏水作用是普遍存在的,氫鍵應當有若干個(視乎具體情況而定,有的配體根本沒有形成氫鍵的條件,就不應勉強)。如果還具有其他相互作用,比如,經過證實的關鍵作用或者與實驗揭示的關鍵殘基發生相互作用,那麼,應當視其為支撐你接受該結合模式的理由。注意,我們在這裡的用詞是“接受”,說明我們並不具備“上帝視角”,相對而言,我們只能選擇一種邏輯上解釋得通、理論上更合理的結果。

    2、針對多個配體的綜合分析

    ① 這些配體具有相同或相似的母核或是結構類似物

    這是一個非常有用的資訊。這意味著,在通常情況下,它們具有相似的結合模式。因此,可尋找各配體共同的結合模式,它們的打分就相對可靠地反映了結合能力。值得注意的是,並非必須選擇Pose 1才算合理,Pose 2、Pose 3也是可以的,但最好不要太靠後(除非各Pose打分本身差別很小)。

    但是,這裡還有個問題,怎麼知道打分靠不靠譜?我們知道,打分與實驗活性資料的相關性較低,但在同系物預測中,相關性可以很高!那麼,我們需要找到結合模式與打分的關係(構效關係SAR)。比如,配體A比配體B多一個苯環取代基,該苯環與口袋內的苯丙氨酸Phe形成π-π堆積作用。那麼,我們有理由相信,A的打分比B要好,如果不是,那就可能打分不準或結合模式有問題。

    結構差異小通常導致打分差異小,有可能小到無差別或趨勢相反,這都很正常。比如,配體C比配體D只多出一個無足輕重的羥基,它沒有形成氫鍵。那麼,C和D的活性可能就無顯著性差異。

    總之,SAR應當是可以解釋的。但在實際操作中,這個過程不會一帆風順。比如,在結合模式大體上沒問題的情況下,個別配體可能不符合你總結的“規律”。在你清楚自己做什麼的情況下,可以做出調整(但切勿為解釋而強行“創造”)。比如,進行原位最佳化(in-situ minimization),或者乾脆做動力學模擬,然後計算MM/PBSA結合自由能。

    ② 各配體結構不相似。

    在沒有額外資訊的幫助下,我們傾向於相信對接程式。通常選擇Pose 1,它的打分就是結合能力了。有一些小技巧可以幫助判斷或最佳化,比如,該配體各Pose的打分是否普遍優於其他配體,分析其原因,如果合理,則打分合理;看全部配體的結合位置、結合取向是否大體一致,出現不一致時,其原因是否合理,剔除不合理,選擇合理的;以合理的Pose的平均打分代替單一Pose的打分;採用多種打分函式進行一致性評價(consensus-based assessment)。

    總之,有兩個方面始終需要重點分析——結合模式與打分。打分並非只是對接程式給出的一個數值,它的意義應當建立在“正確”的結合模式基礎上,打分高低應當在結合模式上找到合理解釋。比如UCSF DOCK 6的Grid打分就給出了範德華力和靜電力貢獻。通常來說,範德華力與疏水作用、π-π堆積等非極性作用相對應,靜電力與氫鍵、鹽橋等極性作用相對應。用這樣的打分來評價配體的結合能力,就相對靠譜了。

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