06 · 怎样把前面的步骤连成一次候选筛选?
从已知分子出发,怎样整理一份有理由、有疑问的候选短名单?本节沿用 T018 Project1:EGFR 3W32 与查询分子 CHEMBL328216 / PubChem CID2426。晶体配体是 W32(compound 20a),不是 CID2426:一个定义实验结合位置,一个用于相似性搜索。
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请以 EGFR 的 3W32 共晶结构和查询分子 CHEMBL328216(PubChem CID2426)为起点,自行从 PubChem 获取最多 30 个相似分子,完成性质筛选、对接和相互作用比较。输出候选短名单、每个候选的保留理由和待核查问题,并用组图展示筛选过程。
结果出来后,可以追问:
30 个类似物不是按 70% 相似性检索来的吗?为什么换成 Morgan 指纹后没有一个达到 0.70?
读懂结果
固定候选来自当时的 PubChem 查询(阈值 70%、最多 30 个)。本地 Morgan 半径 2、2,048 位相似度使用自己的阈值;这 30 个类似物均低于 0.70。两种表示各自保存,新查询结果与原快照分开记录。
1. 每一步筛选后,哪些分子留下了?
图 1|A 性质排序与同分边界,B 同一准备条件下的对接分数,C 分数与铰链区距离,D 分子量与亲脂性。点击图片可放大。
这张图看什么: 组图依次展示性质排序与同分边界、同一准备条件下的对接分数、分数与铰链区距离、分子量与亲脂性。
看到什么: 原教程固定保存了 PubChem 的 30 个类似物。按 QED、七项性质偏好与 Lipinski 条件的组合分数选 20 个,再加入查询分子 CID2426,得到 21 个对接分子。这套规则不同于第二节的 Ro5 初筛。分数 0.62 处有三个同分候选,按原始顺序只有 CID5546 进入名额。
补充说明
同分候选按原始顺序取舍,不能解释成确定的生物学优势。对接排名第一的 CID11292933,其首位姿势距 Met793 主链最近重原子仍有 **7.42 Å**:高排名仍需结构复核。2. 换了受体准备,排名变了吗?
图 2|左图对照受体原子类型与极性氢,中图逐分子比较两轮分数,右图显示分数变化的分布。
这张图看什么: 左图对照受体原子类型与极性氢,中图逐分子比较两轮分数,右图显示分数变化的分布。本次用 Vina 对接,每个分子最多保存 5 个姿势,搜索区域由 W32 晶体位置确定。软件与口袋设置和原教程不同,具体参数见结果包。
看到什么: 原教程的受体文件缺极性氢且部分原子类型不适合,另用 Meeko 从相同晶体准备受体,补足类型与 546 个极性氢。两份受体的 317 个 Cα 坐标相同。21 个分子的排名 Spearman 约 0.985,分数变化为 −0.336 至 +0.201 kcal/mol。
补充说明
氢、类型和电荷共同变化,不能只归因于加氢。本案例排序对这次调整较稳定,不能据此说准备方法不重要。3. 已知配体的姿势恢复了吗?
图 3|A 比较五个姿势在同一受体坐标系中的偏差;其他面板比较接触残基、N/O 原子对与 Met793 邻近距离——后三者只用声明的距离规则,“靠得近”不能直接当作“形成氢键”。
这张图看什么: A 面板比较五个姿势在同一受体坐标系中的偏差;其他面板比较接触残基、N/O 原子对与 Met793 邻近距离。
看到什么: 从独立 ETKDG 构象重新对接 W32,首位姿势相对晶体 RMSD 为 1.50 Å,也是五个保存姿势中最接近的。从晶体几何开始的另一个对照含已知姿势信息,应分开报告。CID6451164 虽完成打分,姿势转回正确化学结构时未通过检查,因此保留分数、将相互作用分析标为不可用。
补充说明
这支持几何恢复,不是亲和力验证。仅满足距离规则的接触也不能直接称为氢键。4. 哪些分子的相互作用通过核验、可以比较?
图 4|每列一个分子、每行一个残基,颜色表示相互作用类别。未通过或姿势导出失败者另列说明,不画成“没有接触”。
这张图看什么: 每列一个分子、每行一个残基,颜色表示相互作用类别;只画化学身份核验通过的分子。
看到什么: PLIP 重新识别化学结构后,14 个分子、105 条相互作用通过核验用于比较;CID11256587 的未指定立体化学另行注明。另有 8 个结构未通过化学感知检查,包括 W32 晶体与对接对照。
补充说明
未通过者没有被画成“零接触”,也不能用于确认氢键机制。先确定分析的是原来的分子,再解释残基接触。5. 每个候选凭什么留下,还缺什么?
图 5|W32 是晶体参考,CID2426 是查询对照,其余四个是本轮短名单。二维布局根据实际化学结构生成,不修改用于计算的三维坐标。
这张图看什么: W32 是晶体参考,CID2426 是查询对照,其余四个是本轮短名单;二维布局根据实际化学结构生成,不修改用于计算的三维坐标。
看到什么: 最终保留四个候选,查询分子和 W32 单独作为对照:
| 候选(PubChem CID) | Vina 分数,kcal/mol | QED | 当前保留理由与主要疑问 |
|---|---|---|---|
| 11292933 | −10.167 | 0.69 | 对接排名第一,但本次第一名姿势距 Met793 主链最近重原子仍为 7.42 Å,需要检查其结合方式。 |
| 65997 | −8.498 | 0.80 | 性质总分最高,对接也靠前;3.48 Å 的最近距离不能单独作为氢键证据。 |
| 214347 | −8.492 | 0.72 | 对接和性质值得继续看;本次 PLIP 化学感知失败,相互作用解释暂缓。 |
| 11256587 | −8.149 | 0.64 | 可作为另一种结构候选比较;保留一个结构警示及立体化学未指定的限制。 |
补充说明
“新候选”仅相对于本次查询起点,不代表新发现;性质分数不是成功概率,结构警示也不是实测毒性。这个小型相似物集合缺少系统的活性/非活性对照,不能报告筛选富集率或实验成功率。下一步
继续第七节:分子开始运动以后,我们能多知道什么?,换用第五节的 3POZ/03P 体系观察运动与接触变化,不沿用本节的 3W32 候选。去之前可以先发一句追问,把本节结果收拢:
把四个候选的分数、性质、保留理由和疑问整理成一页对照,每个候选下一步先核查什么?
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 |
|---|---|
| 本节各项结果与结论怎样串起来 | readable-report.html |
原始教学内容:TeachOpenCADD T018。结构来源对应 Kawakita 等,Bioorganic & Medicinal Chemistry,2013——该论文研究的系列化合物、3W32 中的 W32 与本节查询起点要分别识别,不能把摘要中另一化合物的活性值移给查询分子或本轮候选。
结构记录:RCSB 3W32。
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