AutoDock4和AutoDockTools4：具有选择性接收器灵活性的自动对接pythonhdpai2018的博客-

自动对接已广泛用于结构/功能分析和分子设计中的生物分子复合物的预测。提供了数十种有效方法，在分子表示，能量评估和构象采样中采用了不同的权衡取舍，从而以合理的计算量提供了预测。 AUTODOCK结合了经验自由能力场与拉马克遗传算法，提供与关联的预测自由能结合构象的快速预测。
在我们手中，AutoDock3已被证明对我们研究的大约一半复合物有效。其余的一半在结合时显示受体的显着运动，因此需要在受体中进行更复杂的运动模型，通常在AutoDock3外部执行。这里描述的新版本的AutoDock-AutoDock4-结合了受体中指定侧链的显式构象建模来解决此问题。此功能还为分析共价连接的配体提供了一种有效的方法。
AutoDock4概述: 自1990年发布以来，10 AutoDock已被证明是一种有效的工具，能够快速，准确地预测配体与大分子靶标的结合构象和结合能。9，11 – 14为了允许提供给蛋白质周围的配体的大构象空间的搜索，使用AUTODOCK基于网格的方法，以允许构象试验的结合能的快速评估。在这种方法中，目标蛋白被嵌入网格中。然后，将探针原子顺序放置在每个网格点处，计算探针与目标之间的相互作用能，并将该值存储在网格中。然后，在对接仿真期间，可以将这个能量网格用作查找表。 AutoDock4使用半经验自由能力场来预测小分子与大分子目标的结合自由能。力场的开发和测试已在其他地方进行了描述。11力场基于一个综合的热力学模型，该模型允许将分子内能并入预测的结合自由能。通过评估束缚状态和未束缚状态的能量来执行此操作。它还结合了新的基于电荷的去溶剂化方法，该方法使用了一组典型的原子类型和电荷。该方法已对一组188种具有已知结构和结合能的蛋白质-配体复合物进行了校准，在交叉验证研究中，预测结合自由能的标准误差约为2-3 kcal / mol。
受体灵活性: AutoDock4允许以与配体相似的方式对蛋白质的特定部分进行完全灵活的建模。使用者选择与蛋白质分离的特定侧链。在模拟过程中，对它们进行了明确处理，并允许使用与探索柔性配体构象空间相同的方法围绕扭转自由度旋转。蛋白质的剩余部分使用前面所述的亲和力网格表示。
共价对接的方法: 我们已经开发并测试了两种对接共价连接的复合物的方法：基于网格的方法和对灵活侧链方法的修改。基于网格的方法为共价配体的连接位点计算了一个特殊的图。高斯函数的构造是在附着点处具有零能量，并且在周围区域处有陡峭的能量惩罚。然后通过在配体中为形成共价键的原子分配特殊的原子类型来执行对接分析。对接模拟将这个原子放置在高斯井中。一个警告是，这种方法不会将共价连接的几何形状限制在合理的键角上。为了克服此限制，我们使用两个高斯网格测试了该方法，以定义在共价连接过程中形成的键。请注意，
我们还测试了使用柔性侧链方法对接共价配体的方法。在这种情况下，通过将配体的理想坐标重叠到蛋白质上的适当键上，可以创建一个配体连接到蛋白质上适当的侧链的坐标文件。然后，在对接模拟过程中将这种侧链-配体结构视为柔性的，搜索扭转自由度以优化与其余蛋白质的相互作用。
AutoDockTools概述: 随着AutoDock3的发布，很明显，坐标准备，实验设计和分析的任务需要有效的图形用户界面，才能使AutoDock成为可广泛使用的工具。AutoDockTools就是为了满足这一需求而创建的。AutoDockTools使用一组指导用户进行质子化，计算电荷以及指定配体和蛋白质中的可旋转键的方法来简化输入分子文件的格式.
AutoDockTools存在于用于分子建模的丰富工具集中，即Python Molecular Viewer（PMV）。PMV是一个免费分发的基于Python的分子查看器。
依赖基于网格的能源评估是AutoDock4的主要限制。要求在对接模拟过程中允许快速评估结合能，但这对目标大分子的表示提出了严格限制：必须将网格中包含的所有原子视为刚性原子。特定侧链的离网建模是将有限的灵活性纳入此范式的一种方法，此处显示的结果表明，在某些情况下它将是有效的。但是，增加柔韧性带来了几个问题：由于必须通过完整的成对能量评估来评估柔韧性区域，因此受体能量的计算更加计算密集；并且构象空间较大，因此存在更多的构象空间误报的可能性。，允许在对接模拟不同程度的复杂程度。