上一篇我们已经载入了EGFR–Tarceva 复合物 1M17并通过 SiteView 找到了真正需要研究的结合口袋。但此时还有一个很容易被新手忽略的问题从 PDB 中读取出来的晶体结构并不等于已经准备好的计算模型。在后续的配体优化中我们要修改 Tarceva、进行能量最小化并评价它与 EGFR 口袋的匹配。如果直接在未经处理的结构上开始计算体系本身的问题就可能影响后面的结果。因此在正式分析结合模式之前MOE 官方教程首先使用QuickPrep对 1M17 进行结构准备。1. QuickPrep 要解决什么问题官方教程将蛋白–配体复合物的准备流程概括为Structure Preparation——Protonate3D 优化氢原子——定义 Fixed / Tethered / Free atoms——MM Refinement也就是说QuickPrep 是把当前晶体结构整理成适合后续结合口袋内分子建模和能量最小化的体系。这解决了早期 SBDD 中一个非常现实的问题我们想优化的是结合口袋里的配体而不是让整个蛋白在一次局部优化中发生大范围移动。因此需要首先规定不同区域在后续计算中“允许动多少”。2. Fixed、Tethered 和 Free为什么不能让整个蛋白一起跑MOE 官方教程将体系中的原子分成三类。Fixed Atoms距离结合位点较远的原子被固定在能量最小化过程中不发生移动。因为我们当前研究的是Tarceva 在 EGFR 口袋中的局部环境没有必要让整个蛋白都参与局部结构调整。Tethered Atoms结合口袋附近的残基可以移动但会受到相对于原始位置的约束。这样既允许口袋产生一定程度的局部调整又避免蛋白结构在最小化过程中出现过大的偏移。Free Atoms这部分原子可以自由移动。官方教程指出通常可包括氢原子、配体原子以及部分柔性蛋白残基的侧链原子。可以把这三层简单理解为远处不要动 → 口袋附近可以小幅调整 → 配体和局部原子充分优化这正适合我们当前的任务研究 Tarceva 在已有 EGFR 晶体口袋中的结构优化而不是重新折叠整个蛋白。3. 在 1M17 中运行 QuickPrep在 MOE 右侧工具栏选择QuickPrep打开 QuickPrep Panel。按照官方教程本案例直接使用默认参数点击OK即可开始结构准备。4. QuickPrep 窗口对于第一次接触 QuickPrep 的用户理解4个部分就够了① Structure Preparation / Protonation用于进行结构准备并调用 Protonate3D 相关的质子化处理。② Water可以控制对未结合水分子的处理。③ Tether / Fix决定哪些区域被 tether哪些距离配体较远的原子被固定。④ Refine控制后续复合物的能量最小化。官方 QuickPrep Panel 本身也是围绕这些内容组织的包括protonation、water deletion、tether strength、fix distance和minimization等设置。对于 1M17 这个入门案例我们暂时不修改参数。这里更重要的是理解QuickPrep 的作用不是“把结构变得越低能越好”而是在保留已有晶体结构信息的基础上为后续局部 SBDD 建模建立一个合理的计算体系。5. QuickPrep 跑完以后怎么看点击 OK 后计算进度会直接显示在 MOE 主窗口中。计算完成后System Manager 中会新增两个 SetsProtonate3D_FlippedSTRUCTPREP_NEWATOMS从名称也可以看出它们记录了结构准备过程中发生的部分处理结果。对于当前案例我们不需要立即深入分析这些 Sets。真正重要的是从这一步开始我们的 EGFR–Tarceva 体系已经完成了官方教程要求的结构准备可以进入后续的蛋白–配体相互作用分析。6. 本篇小结这一篇解决的是 SBDD 中非常基础、但也非常关键的问题为什么晶体结构不能载入以后就直接开始改分子因为我们需要先确定哪些原子可以动哪些只能小幅调整哪些应该保持不动。在 1M17 中我们利用 QuickPrep 完成了Structure Preparation——Protonate3D——Fixed / Tethered / Free 区域定义——MM Refinement现在结构已经准备完成。下一篇我们终于可以开始回答 SBDD 中最核心的问题之一Tarceva 为什么能够结合 EGFR下一篇MOE基于结构的药物设计四Ligand Interactions——配体与蛋白到底是怎么结合的