【5.5.5】虚拟筛选与反向对接

一、虚拟筛选

分子的对接（docking）:虚拟筛选 Virtual screening(VS)

虚拟筛选，也称计算机筛选，即在进行生物活性筛选之前，在计算机上对化合物分子进行预赛选，以降低实际筛选化合物的数目，同时提高先导化合物的发现效率。

虚拟筛选工具

• AutoDock
• Glide
• BioSolveIT

化合物小分子数据库 ZINC

• 简化分子线性输入规范（simplified molecular input line entry specification, SMILES）是一种用ASCII字符串明确描述分子结构的规范。

虚拟筛选过程：

1. 从小分子数据库下载小分子3D结构。例如：从zinc下载了192个与苯甲酸结构相似度 >80% 的小分子结构。
2. 程序处理下载的小分子文件。
3. 软件处理蛋白质分子，设定对接空间范围。
4. 程序批量完成对接
5. 对接结果分析，筛选出合适的小分子。（按自由能高低排序，低的在钱）
6. 软件排名第一的小分子对接状态。回到ZINC，找到小分子的供应商，购买然后验证。

AutoDock Vina 新推出的一个多核，支持自定义脚本运行。免费的虚拟筛选工具。

二、反向对接

反向对接（Target Fishing）– 通过把一个小分子与多个靶标蛋白进行分子对接，寻找潜在的靶标。

当前软件和技术：还没有标准和成熟的免费软件来实现，只有少数收费软件实现此功能，以及很少的科研单位通过自己的算法和对已有的程序改造来实现。

靶标数据库 scPDB

• 收集了PDB数据库中有可以跟药物结合的位点的蛋白。可根据配体，蛋白，结合方式为特征进行搜索。
• 当前版本包括：8077 entries,2377 proteins and 5233 ligands
• 可以下载到本地使用，么个蛋白一个单独的文件夹，每个文件夹都包含如下文件：ligand_xray.mol2： 从原始复合物中玻璃的配体晶体结构；protein.mol2:去除配体结构的蛋白受体结构；site.mol2:去除配置结构的蛋白受体结构，仅包含结合位点。

方向对接（=多个正向对接）：

• 遍历蛋白数据库文件，获得每个蛋白质以及其相关文件；
• 软件自动探测结合位点，并标识结合区域；
• 自动循环，使小分子与每个蛋白受体对接
• 打分、筛选和排序

参考资料：

山东大学 生物信息学课题组荣誉出品 http://www.crc.sdu.edu.cn/bioinfo 巩晶老师课件