自動(dòng)加氫、電荷計(jì)算，一鍵預(yù)測(cè)蛋白結(jié)合模式：免費(fèi)在線對(duì)接工具教學(xué)（附視頻）

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SwissDock 是一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)的分子對(duì)接服務(wù)平臺(tái)，它整合了 EADock DSS 等算法，能夠自動(dòng)預(yù)測(cè)小分子配體與生物大分子受體之間的結(jié)合模式和結(jié)合親和力。（視頻教學(xué)在文末）

• 完全在線：無(wú)需在本地安裝復(fù)雜的軟件，只需一個(gè)瀏覽器。

• 操作簡(jiǎn)單：界面直觀，流程自動(dòng)化，對(duì)初學(xué)者非常友好。

• 免費(fèi)使用：對(duì)學(xué)術(shù)用戶完全免費(fèi)。

• 自動(dòng)化：自動(dòng)處理受體和配體的準(zhǔn)備，如加氫、計(jì)算電荷等。

• 提供結(jié)果集群：不僅給出最優(yōu)結(jié)果，還提供多個(gè)可能的結(jié)合簇，幫助分析結(jié)合位點(diǎn)的多樣性。

操作步驟

1. 訪問(wèn)官網(wǎng)：打開(kāi) SwissDock 的官方網(wǎng)址：http://www.swissdock.ch/

2. 在進(jìn)行對(duì)接前，你需要準(zhǔn)備好兩個(gè)核心文件：

• 受體文件：通常是一個(gè)蛋白質(zhì)的 3D 結(jié)構(gòu)文件。格式：推薦使用 .pdb 或 .pdbqt 格式。如何獲取：從 PDB 數(shù)據(jù)庫(kù)下載：訪問(wèn) RCSB PDB（https://www.rcsb.org/），輸入你感興趣的蛋白質(zhì) ID（如：EGFR 的 PDB ID 是 1M17），下載其結(jié)構(gòu)文件。

預(yù)處理建議：使用 SwissDock 前，最好從受體結(jié)構(gòu)中移除水分子、原有的配體、和無(wú)機(jī)離子，以避免干擾。可以使用 PyMOL、Chimera 等軟件進(jìn)行處理。

• 配體文件：你希望與受體對(duì)接的小分子。格式：推薦使用 .mol2 或 .pdb 格式。如何獲取：從數(shù)據(jù)庫(kù)下載：從 PubChem（https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/）數(shù)據(jù)庫(kù)下載你感興趣的小分子 3D 結(jié)構(gòu)。或者自己繪制：使用 ChemDraw、MarvinSketch 等化學(xué)繪圖軟件繪制分子結(jié)構(gòu)，并保存為 3D 格式。

預(yù)處理：確保配體分子的 3D 構(gòu)象是合理的。

詳細(xì)對(duì)接步驟

1. 選擇對(duì)接類型：

訪問(wèn) SwissDock 官網(wǎng)后，你會(huì)看到兩個(gè)主要選項(xiàng)：SwissDock 提供的雙算法自由切換，分別是 Attracting Cavities（智能識(shí)別結(jié)合口袋），Autodock Vina（經(jīng)典算法）；選擇對(duì)接類型：

2. 上傳配體文件：

輸入配體分子的 SMILES 式；上傳配體的 .mol2 文件；在線繪制分子結(jié)構(gòu)式。

3. 上傳受體文件：

可以直接輸入一個(gè)已知的 PDB ID（如 1M17），SwissDock 會(huì)自動(dòng)從數(shù)據(jù)庫(kù)獲取；也可以上傳準(zhǔn)備好的受體 .pdb 文件。

4. 調(diào)整對(duì)接參數(shù)，設(shè)置對(duì)接區(qū)域：

如果你知道配體可能結(jié)合的活性位點(diǎn)（如通過(guò)文獻(xiàn)或已知的活性口袋），這是非常重要的一步，可以大大提高對(duì)接的準(zhǔn)確性和效率。

設(shè)置步驟：

• 輸入殘基編號(hào)：如果你知道活性口袋的關(guān)鍵氨基酸殘基編號(hào)（如 ASP93, HIS123），可以直接輸入。

• 使用 PyMOL 獲取坐標(biāo)：

• 在 PyMOL 中打開(kāi)受體，將鼠標(biāo)懸停在活性位點(diǎn)的中心原子上一會(huì)兒，PyMOL 底部狀態(tài)欄會(huì)顯示其坐標(biāo)（X, Y, Z）。

• 調(diào)整搜索范圍：Diameters (A) 定義了搜索區(qū)域的直徑，通常設(shè)置在 15-25 ? 之間為宜。

5. 在進(jìn)行分子對(duì)接前，需要檢查參數(shù)設(shè)置。

6. 提交任務(wù)與等待結(jié)果：設(shè)置作業(yè)名稱和郵箱：

• 在 「Docking name」 為你的任務(wù)起個(gè)名字，便于識(shí)別。

• 在 「Email address」 填寫你的郵箱。計(jì)算完成后，SwissDock 會(huì)把結(jié)果鏈接發(fā)到你的郵箱，非常方便。

• 點(diǎn)擊頁(yè)面底部的 「Start Docking」 按鈕提交任務(wù)。

7. 頁(yè)面會(huì)跳轉(zhuǎn)并顯示一個(gè)任務(wù) ID 和排隊(duì)狀態(tài)。根據(jù)服務(wù)器負(fù)載和任務(wù)復(fù)雜度，計(jì)算可能需要幾分鐘到幾小時(shí)。務(wù)必記住你的任務(wù) ID，或者確保郵箱填寫正確，以便接收結(jié)果通知。

結(jié)果解讀與分析

計(jì)算完成后，你會(huì)通過(guò)郵件收到一個(gè)結(jié)果鏈接。點(diǎn)擊進(jìn)入結(jié)果頁(yè)面。結(jié)果頁(yè)面主要包含三部分：

1. 基本信息：

2. 下載結(jié)果：

最重要的文件是包含了受體和配體結(jié)合復(fù)合物的 .pdb 文件。

下載這個(gè)文件，然后用 PyMOL 或 Chimera 等專業(yè)分子可視化軟件打開(kāi)，可以制作出用于發(fā)表的高質(zhì)量圖片，并進(jìn)行更深入的分析（如測(cè)量距離、觀察相互作用等）。

3. 頁(yè)面下方會(huì)以表格形式列出所有簇和其中能量最優(yōu)的若干構(gòu)象。點(diǎn)擊每個(gè)構(gòu)象旁邊的「3D view」 或「2D diagram」，可以在瀏覽器中直接查看對(duì)接模式。「2D diagram」非常有用，它展示了配體與受體氨基酸之間具體的相互作用，如氫鍵、疏水作用、π-π 堆積等。

使用技巧與注意事項(xiàng)

1. 受體準(zhǔn)備是關(guān)鍵：對(duì)接前務(wù)必處理好受體結(jié)構(gòu)（去水、去雜、加氫）。一個(gè)干凈的結(jié)構(gòu)是成功對(duì)接的一半。

2. 優(yōu)先使用已知活性位點(diǎn)：如果知道結(jié)合位點(diǎn)，一定要使用「Search a specific site」功能，這能避免無(wú)意義的搜索，使結(jié)果更準(zhǔn)確。

3. 不要只看排名第一的結(jié)果：分析時(shí)，要綜合查看前幾個(gè)能量較低的簇。有時(shí)排名第二的簇在生物學(xué)上可能更有意義。

4. 結(jié)合生物學(xué)知識(shí)進(jìn)行判斷：對(duì)接結(jié)果是計(jì)算機(jī)預(yù)測(cè)，必須用你的生物學(xué)知識(shí)來(lái)驗(yàn)證。結(jié)果是否出現(xiàn)在已知的活性口袋？相互作用的關(guān)鍵殘基是否與文獻(xiàn)報(bào)道一致？

5. 用于虛擬篩選：SwissDock 非常適合對(duì)一個(gè)小分子庫(kù)進(jìn)行快速虛擬篩選，快速找出有潛力的先導(dǎo)化合物。

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題圖來(lái)源：自制

編輯：冷漠小 z