计算与计算机模拟方法

分子对接

分子对接就像在切割金属之前先在电脑里把钥匙插进锁里试一试。给定目标蛋白口袋的三维形状和一个候选分子,软件会在口袋内尝试该分子的多种朝向和构象,预测它会如何安放其中以及结合得有多牢。

从机制上看,对接程序做两件事。首先,搜索算法会采样许多可能的结合姿态,即配体在结合位点内的位置、朝向和内部旋转。其次,打分函数为每个姿态给出一个数值,用以近似该结合的有利程度,从而使程序能够对姿态排序,并在不同分子之间相互排序。

对接足够快速且廉价,可用于筛选庞大的虚拟化合物库,因此它是虚拟筛选和基于结构的药物设计的基础。但它只是一种近似:蛋白质的柔性、水分子以及结合的熵都被粗略处理,因此预测的姿态可能正确而预测的亲和力却不可靠,反之亦然。应把对接视为有待实验验证的假设生成工具,而非一种测量。

研究团队将一个百万级化合物库对接到某激酶的 ATP 口袋中,保留打分最高的数千个姿态,逐一查看它们与铰链区是否形成合理的氢键,再挑选数百个化合物进行实测。

对接如同一个漏斗,把庞大的化合物库收窄为可供测试的候选名单。

一个常见误区是把对接打分当作真实的亲和力来过度解读。打分最适合用于对密切相关的化合物排序,或筛除明显不结合的分子,而不能用来预测具体的 IC50 数值。

又称
protein-ligand docking蛋白质-配体对接蛋白質-配體對接