05 · 对接姿势看起来合理,怎样真正检查它?

先把已知配体重新对接,再与晶体姿势比较,判断这套设置是否适合继续筛选。本节使用 2ITO/IRE(吉非替尼) 和 3POZ/03P(TAK-285);2ITO 含 EGFR G719S 突变,两套受体条件不同,读结果时要分开看。

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请从 RCSB PDB 获取 EGFR 的 2ITO/IRE(吉非替尼)和 3POZ/03P(TAK-285)复合物,完成重对接和相互作用分析,比较预测姿势与晶体姿势。用 Molecule Viewer 展示口袋、关键距离和相互作用,报告 RMSD 与对接分数,并说明这套设置是否适合后续筛选。

结果出来后,可以追问:

2ITO 首位姿势偏差为什么偏大?请结合相互作用变化解释。

读懂结果

本次用 Vina 对接,每个体系保存 10 个姿势。晶体坐标用于确定口袋和比较结果;待对接配体从独立生成的三维构象开始。本次与原教程使用的软件和准备方法不同,具体设置见结果包。

1. 预测的姿势落进口袋了吗?

两个 EGFR 案例的整体结合区域与晶体、预测配体比较

图 1|从整体到局部,每行是一个独立案例。

这张图看什么: 青绿色是晶体配体,橙色是首位预测姿势,灰色是蛋白;每行是一个独立案例,先从整体看到局部。

看到什么: 两个案例的预测姿势都落在口袋中,但与晶体配体的重合程度不同。

补充说明 只凭肉眼看重合程度,不能判断偏差到底有多大。下一张图用重原子 RMSD 量化这种偏差;RMSD 越小,几何越接近。

2. 首位姿势恢复得怎样?

每个保存姿势与晶体的重原子 RMSD

图 2|每根柱子对应一个实际保存的姿势,红色为首位;虚线只是常见几何参考线,不是对所有体系都适用的成功标准。

这张图看什么: 每根柱子对应一个实际保存的姿势,红色为首位;下表是这张图对应的量化结果。

本轮结果 2ITO / IRE 3POZ / 03P
比较的配体重原子数 31 38
实际保存的姿势数 10 10
首位姿势的对接分数 −8.098 kcal/mol −10.729 kcal/mol
首位姿势相对晶体的 RMSD 3.158 Å 0.982 Å
10 个姿势中的最小 RMSD 3.158 Å,第 1 位 0.982 Å,第 1 位

看到什么: 本轮首位姿势恰好也是各自保存的 10 个姿势中最接近晶体的,但两个体系恢复质量不同:2ITO 首位 RMSD 为 3.158 Å,3POZ 为 0.982 Å。

补充说明 图中虚线只是几何参考,不是所有体系通用的成功标准。比较 RMSD 时保持受体坐标系,按化学图和对称性匹配原子,不能单独旋转配体去贴晶体答案;Vina 输出中“相对首位姿势的 RMSD”也不是这里的晶体参考 RMSD。

3. 分数更负,姿势就更接近实验吗?

对接首位、原始晶体及局部优化晶体的 Vina 分数

图 3|在各自相同的准备后受体中比较三个分数。局部优化是另一次计算,晶体配体分别移动约 0.22、0.23 Å;小位移本身不证明原始姿势是评分函数的局部极小点。

这张图看什么: 三个分数在各自相同的准备后受体中比较:对接首位、原始晶体、局部优化晶体。

看到什么: 2ITO 首位姿势的 Vina 分数为 −8.098 kcal/mol,晶体姿势为 −6.854 kcal/mol:评分函数更偏好这次找到的另一种几何。

补充说明 同一设置下,分数越负通常越有利;但它不能替代实验亲和力,也不表示结合持续时间。这里的差异不能单独归因于采样、评分或结构准备中的某一步,更不能用两个体系的分数比较实验效力。

4. 相互作用的数量对上了吗?

晶体与对接姿势的 PLIP 相互作用类别比较

图 4|相互作用数量按类别分别统计。配体身份经过核验,计数差异仍需结合位姿、化学感知与准备条件解释。

这张图看什么: PLIP 根据化学角色、距离和角度识别相互作用;这张图把晶体与对接姿势的相互作用按类别分别统计。

看到什么: 2ITO 的晶体姿势报告了 Asp800 盐桥,首位预测姿势未报告;3POZ 的氢键数量都为 2 个,但伙伴可能不同。

补充说明 本次保留与去除晶体水的参考结构均未报告水桥,只说明这些准备条件下的结果,不能推出水对结合不重要。

5. 相互作用发生在同一个位置吗?

相互作用所在残基与氢键伙伴的变化

图 5|每列对应一个案例与姿势,每行对应一个残基。相同计数可以来自不同伙伴。

这张图看什么: 每列对应一个案例与姿势,每行对应一个残基;相同的计数可能来自不同残基,要核查具体位置与几何。

看到什么:

值得观察的位置 晶体姿势 本轮首位对接姿势 怎样理解
2ITO:Met793 主链 N 与配体受体 N 2.92 Å 3.08 Å 两个姿势都保留了这个铰链区氢键。
2ITO:Asp800 与配体胺基 PLIP 报告盐桥 未报告盐桥 局部锚点相近,分子的另一端仍可能偏离。
3POZ:Met793 主链 N 与配体受体 N 2.96 Å 3.10 Å 首位姿势保留了这一相互作用。
3POZ:配体羟基的另一处氢键 与 Asn842,3.55 Å 与 Asp855,3.86 Å 即使整体 RMSD 小,相互作用伙伴也可能改变。

表中氢键距离指供体与受体重原子间距,判定还使用角度。

补充说明 原教程的 03P 位点记录了 5 个疏水接触、1 个氢键、3 个卤键;本次准备后重算为 5、2、3,多识别 Asn842 氢键。运行与准备条件不同,不能确定为单一因素造成。

6. 怎样在 Molecule Viewer 里亲手核对?

Omicos 原生 Molecule Viewer 中的口袋、两种配体姿势和距离标记

图 6|Omicos 分子查看器中的结合口袋。隐藏整体蛋白和多余标签后,更容易看清两种配体姿势。

这张图看什么: Agent 已在 Molecule Viewer 中加载 2ITO 蛋白、晶体 IRE 和首位预测配体;这张图就是查看器中的结合口袋。

看到什么: 自己动手做三步,核实两种姿势:

  1. 隐藏整体蛋白的 cartoon(丝带表示)和多余标签,保留口袋附近残基。
  2. 一次只显示一条距离:先看 Met793 与晶体配体,再换到预测配体。
  3. 旋转视角,沿配体查看另一端的 Asp800,比较两个姿势的接触变化。

这张截图用来核对查看器是否还在正确显示最新结果;一处接触相近不代表整体姿势正确,下一小节专门说明这一点。

7. 一个氢键相近,整体姿势就对了吗?

同一口袋中晶体与预测配体的铰链区距离对照

图 7|同一口袋的截图对照:左侧标出晶体配体的 2.92 Å,右侧标出预测配体的 3.08 Å。

这张图看什么: 同一口袋的截图对照:左侧晶体配体标出 2.92 Å,右侧预测配体标出 3.08 Å。

看到什么: Met793 附近的距离只有 2.92 Å 与 3.08 Å,配体另一端却明显分开。

补充说明 保留局部氢键,不代表整个姿势正确。Met793 附近距离相近,2ITO 整体 RMSD 仍为 **3.158 Å**:判断姿势要看整体几何,不能只看一个相互作用。

下一步

继续第六节:怎样把前面的步骤连成一次候选筛选?,把结构、性质和对接连接起来,整理候选短名单。去之前可以先发一句追问,把本节结果收拢:

把 2ITO 和 3POZ 的首位姿势、RMSD、分数和相互作用差异整理成一页对照,说明这套设置能不能用于下一节筛选。

下载本节完整结果包,解压后先打开 readable-report.html。

想检查什么 打开哪个文件
用了哪个结构,准备时发生了什么变化 inputs/、outputs/ 中的受体和配体文件
每一个结论对应哪些原子、姿势或记录 outputs/ 中的 SDF、表格和 PLIP XML
能否从表中的数值读懂图,并重新绘制 figures/
怎样在相同环境中重跑本节分析 scripts/ 与 run_module05.sh
怎样串起各项结果与结论 readable-report.html

原始教学内容:T015 · 对接、T016 · 相互作用、T017 · 交互查看。结构与原始文献见 RCSB 2ITO、RCSB 3POZ。继续读原始研究,可参考 Yun 等,Cancer Cell,2007 与 Aertgeerts 等,JBC,2011;本节仅分析其中对应的公开结构,不重新验证这些论文的生物学结论。

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