先写简略版,以后再详细写。
1. 对输入结构进行预处理(refine)
$> relax.default.linuxgccrelease -in:file:s input_files/from_rcsb/1qys.pdb @flag_input_relax
flag_input_relax:
-nstruct 2 -relax:constrain_relax_to_start_coords -relax:ramp_constraints false -ex1 -ex2 -use_input_sc -flip_HNQ -no_optH false
2. local dock
执行局部对接之前应手动把受体和配体放到一个pdb文件中,用不同的链标注(例如A,B),相距~10A,并且要有口袋的先验知识,把受体配体按照先验知识对好朝向。
使用以下两个option控制局部对接:
-partners A_B -dock_pert 3 8
当受体链和配体链同时有多条时,例如AB,LH,则相应的改变option:
-partners LH_AB
运行docking_protocol命令:
$> $ROSETTA3/main/source/bin/docking_protocol.linuxgccrelease @flag_local_docking
flag_local_docking (最好-nstruct设置在500及以上):
-in:file:s input_files/col_complex.pdb -in:file:native input_files/1v74.pdb -unboundrot input_files/col_complex.pdb -nstruct 500 -partners A_B -dock_pert 3 8 -ex1 -ex2aro -out:path:all output_files/local_dock -out:suffix _local_dock
3. 对得到的对接结果进行local refine
得到结果后,对结果进行relax前,先用docking_protocol的local refine对蛋白界面氨基酸进行优化
相对于local dock 的flag文件,local refine只有下面这两个选项不同:
-docking_local_refine
-use_input_sc
运行local refine命令:
$> $ROSETTA3/main/source/bin/docking_protocol.linuxgccrelease @flag_local_refine
flag_local_refine:
-in:file:s input_files/1v74.pdb -nstruct 1 -docking_local_refine -use_input_sc -ex1 -ex2aro -out:file:fullatom -out:path:all output_files -out:suffix _local_refine
运行完local refine后,就可以使用relax对对接结果进行优化处理了,命令如第一步使用relax预处理。
4. global dock
global dock适用于没有蛋白相互作用的先验知识,不知道结合位点,基本原理是对受体和配体均随即取样,相对于local dock来说,盲目性较大,运行时间也较长。
如下三个参数定义受体与配体的随机取样:
-spin -randomize1 -randomize2
-randomize1 表示对受体(蛋白1)进行随机取样, -randomize2 表示对配体(蛋白2)进行随机取样.
global dock的运行命令如下:
$> $ROSETTA3/main/source/bin/docking_protocol.linuxgccrelease @flag_global_docking
其中,flag_global_docking:
-in:file:s input_files/col_complex.pdb -in:file:native input_files/1v74.pdb -unboundrot input_files/col_complex.pdb -nstruct 1 -partners A_B -dock_pert 3 8 -spin -randomize1 -randomize2 -ex1 -ex2aro -out:path:all output_files -out:suffix _global_dock
相对于local dock,主要是上面提到的三个参数的变化,因global dock的随机性较强,为达到收敛的效果,建议设置-nstruct 10000-100000。
5. Docking flexible proteins
之前提到的蛋白对接,蛋白的骨架都是固定的,对于柔性蛋白对接,rosetta采用的是使用centroid模式对受体和配体进行构象采样,以受体或配体的构象集(ensemble)作为对接的输入,至于蛋白的构象集,可以使用非限制性的relax来实现,因为relax本身就是一个对蛋白结构进行采样(sample)程序。
首先,在做柔性对接前,我们要按以下格式分别准备受体及配体的构象列表,名词为xxx_ensemblelist,这个列表类似于蛋白列表输入:
xxx_ensemblelist:
input_files/COL_D_ensemble/COL_D_0001.pdb input_files/COL_D_ensemble/COL_D_0002.pdb input_files/COL_D_ensemble/COL_D_0003.pdb
分别准备好两个列表后,使用 -ensemble1 和 -ensemble2 两个参数,将pdb列表导入到程序中:
-ensemble1 COL_D_ensemblelist
-ensemble2 IMM_D_ensemblelist
在运行dock之前,我们首先需要对两蛋白集进行prepacking,此步用于对两蛋白进行处理,方便下一步dock的进行:
$> $ROSETTA3/main/source/bin/docking_prepack_protocol.linuxgccrelease @flag_ensemble_prepack
flag_ensemble_prepack:
-in:file:s input_files/col_complex.pdb -in:file:native input_files/1v74.pdb -unboundrot input_files/col_complex.pdb -nstruct 1 -partners A_B -ensemble1 COL_D_ensemblelist -ensemble2 IMM_D_ensemblelist -ex1 -ex2aro -out:path:all output_files -out:suffix _ensemble_prepack
prepack运行完毕,xxx_ensemblelist会被重新编辑,更改后的格式如下:
input_files/COL_D_ensemble/COL_D_0001.pdb.ppk input_files/COL_D_ensemble/COL_D_0002.pdb.ppk input_files/COL_D_ensemble/COL_D_0003.pdb.ppk 0.77058 0 1.00377 -93.3588 -94.2715 -93.9065
prepack运行后,就可以执行柔性对接了,对接命令为:
$> $ROSETTA3/main/source/bin/docking_protocol.linuxgccrelease @flag_ensemble_docking
flag_ensemble_docking:
-in:file:s input_files/col_complex.pdb -in:file:native input_files/1v74.pdb -unboundrot input_files/col_complex.pdb -nstruct 1 -partners A_B -dock_pert 3 8 -ensemble1 COL_D_ensemblelist -ensemble2 IMM_D_ensemblelist -ex1 -ex2aro -out:path:all output_files -out:suffix _ensemble_dock
柔性对接的结果好坏取决于构象取样的多少,同时,伴随着构象数增多,程序运行时间也会变长,为保证效果,推荐-nstruct设置大于5000.
6. Symmetric docking
7. 对接结构分析
典型的对接结果的score.sc如下所示:
SEQUENCE: SCORE: total_score rms Fnat I_sc Irms cen_dock_ens_conf cen_rms conf_num1 conf_num2 conf_score dock_ens_conf1 dock_ens_conf2 dslf_ca_dih dslf_cs_ang dslf_ss_dih dslf_ss_dst fa_atr fa_dun fa_elec fa_pair fa_rep fa_sol hbond_bb_sc hbond_lr_bb hbond_sc hbond_sr_bb interchain_contact interchain_env interchain_pair interchain_vdw st_rmsd description SCORE: -202.141 13.143 0.061 -3.086 5.015 -1.004 14.583 1.000 1.000 -25.732 -93.359 -83.050 0.000 0.000 0.000 0.000 -326.487 12.899 -3.158 -8.467 8.982 139.078 -3.968 -4.390 -2.692 -13.937 -20.000 -23.791 -2.002 0.357 7.729 col_complex_ensemble_dock_0001
其中,我们在关注total_score的同时,应该更多的关注I_sc,这一项描述的是蛋白界面相互作用得分(interface score,-2~-10),而且I_sc仅限于体系内比较,对于不同体系的蛋白,I_sc没有比较意义。