tutorial

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TUTORIAL
DOCKING
AUTODOCK 4.0
Paola Beassoni
UNRC - 2012
Algunos derechos reservados. Licencia Creative Commons 2.5 Argentina Atribución, No comercial, Compartir Igual
Trabajaremos con:
•1hsg: human immunodeficiency virus (HIV) II protease
• Inhibidor: Indinavir
Si todo marcha bien, debería sobrar tiempo de la clase. Luego de terminar el tutorial, se plantean
una serie de actividades sugeridas:
*Repetir el docking, cambiando el numero de evaluaciones, analizar si se obtienen mejores
resultados.
*elegir un sistema cualquiera proteína-ligando de estructura conocida (obtenerlo del Protein Data
Bank) y realizar el docking. Analizar si el docking arroja como mejor resultado el modo de unión
experimental.
Algunas sugerencias:
1vrt: HIGH RESOLUTION STRUCTURES OF HIV-1 RT FROM FOUR RT-INHIBITOR COMPLEXES
3ppp: Structures of the substrate-binding protein provide insights into the multiple compatible
solutes binding specificities of Bacillus subtilis ABC transporter OpuC
3ppq: Structures of the substrate-binding protein provide insights into the multiple compatible
solutes binding specificities of Bacillus subtilis ABC transporter OpuC
Para trabajar con AutoDock, existe un entorno gráfico llamado
ADT AutoDockTools, a través del cual es posible construir los
archivos de configuración que posteriormente utilizará AutoDock.
Seleccionar
AutoDock 4.0
PASO 1: Cargar el ligando
* Cargar el archivo 1HSG_LIGANDO.pdb
Ligand Input  Open
Aparece una ventana de
dialogo, en la cual se detalla
información del ligando:
tiene 43 hidrógenos nopolar, 17 carbonos
aromáticos, 16 enlaces
rotables y se estiman
14 rotaciones durante el
Docking.
- Presionar “Aceptar”.
PASO 2: Asignar parámetros al ligando
El ligando es una molécula con flexibilidad durante el Docking: es
necesario asignarle un centro de rotación:
Ligand  Torsion Tree  Detect Root…
Se asigna el centro de
rotación en el ligando
PASO 2: Asignar parámetros al ligando
Seleccionar las torsiones del ligando durante el
Docking:
Ligand  Torsion Tree  Choose Torsions…
Cuadro de dialogo informando
Especificaciones de los enlaces:
Rotatable : Enlace movible
Non-Rotatable : El usuario define
la rotación.
Unrotatable : El enlace se
mantiene fijo.
En este caso, se dejan las 14
torsiones.
Finalmente, presionar “Done”.
PASO 2: Asignar parámetros al ligando
De acuerdo al paso anterior el ligando presenta 14 torsiones. Sin
embargo, sólo se considerarán activos aquellos enlaces
correspondientes a las cadenas laterales del polipéptido (6 enlaces):
Ligand  Torsion Tree  Set Number of Torsions…
Asignar 6 enlaces
Rotables con la opción
“fewest atoms” , presionar
“Enter” y cerrar la
ventana.
Una vez terminada la configuración del ligando se guardan los cambios:
Ligand  Output  Save as PDBQT (1HSG_LIGANDO.pdbqt)
PDBQT es el formato con que trabaja AutoDock.
Durante este proceso son adicionadas las cargas
parciales del ligando.
Una vez que se ha guardado el ligando, se
elimina todo lo que este en pantalla:
Edit  Delete  Delete All Molecules
presionar “Continue”
PASO 3: Cargar la proteína
Cargar el archivo 1HSG_PROTEINA.pdb
File  Read Molecule
Agregar Hidrógenos
Edit  Hydrogens  Add
Seleccionar:
•All hydrogens
•noBondOrder
•yes
PASO 3: Cargar la proteína
Cargar el archivo 1HSG_PROTEINA.pdb
Grid  Macromolecule  Choose…
Clickear
1HSG_PROTEINA
y presionar Select
Molecule
PASO 3: Cargar la proteína
Se abre una ventana de
diálogo, indicando que se
inicializa el proceso de
transformación de *.pdb a
*.pdbqt.
- Presionar “Aceptar”
PASO 3: Cargar la proteína
Guardar la proteína en
formato PDBQT
(1HSG_PROTEINA.pdbqt).
Una vez que se ha guardado la proteína, se eliminan todas las moléculas que han sido cargadas:
Edit  Delete  Delete All Molecules
presionar “Continue”
PASO 3: Seleccionar residuos flexibles
Flexible Residues  Input  Open Macromolecule…
(cargar la proteína en formato pdbqt)
Luego clickear:
Select  Select From String
En Residue escribir “ARG8”, presionar Add y cerrar la ventana.
PASO 4: Seleccionar residuos flexibles
Los residuos
seleccionados se
muestran con
cruces amarillas
2 residuos
seleccionados
PASO 4: Seleccionar residuos flexibles
Asignar la torsión de los residuos fexibles:
Flexible Residues  Choose Torsions in Currently Selected
Residues… Close.
Aparece un cuadro de diálogo
indicando el número de enlaces
rotables y los tipos de rotación
de acuerdo al color.
Se mantendrán 8 enlaces
rotables en total.
Para el docking realizado en este
tutorial, se utilizará un total de
14 torsiones: 6 para el
ligando y 8 para los residuos
flexibles. Autodock4
permite hasta 32 torsiones.
PASO 3: Seleccionar residuos flexibles
Nuevamente desplegar la proteína en pantalla:
Flexible  Residues  Redisplay Macromolecule
Generar los archivos pdbqt:
Flexible Residues  Output  Save Flexible PDBQT
(“Proteina_Flexible.pdbqt”)
Flexible Residues Output  Save Rigid PDBQT
(“Proteina_Rigida.pdbqt”)
PASO 5: Asignar parámetros para la grilla
Eliminar todas las moléculas que han sido cargadas:
Edit  Delete  Delete All Molecules
Luego, Ir a:
Grid Macromolecule  Open
(proteína rígida en formato pdbqt, Proteina_Rigida.pdbqt).
Aparece una ventana preguntando si se desea mantener las cargas de la proteín
presionar “Yes”.
PASO 5: Asignar parámetros para la grilla
Cargar el ligando:
Grid  Set Map Types  Open Ligand…
(ligando en formato pdbqt)
Para crear la grilla:
Grid  Grid Box
Dimensiones:
X:60
Y:60
Z:66
Asignar el centro en:
X: 2.5
Y:6.5
Z:-7.5
Para salir ir a: File  Close saving current
Almacenar los datos de la grilla:
Grid  Output  Save GPF
(Grilla.gpf)
PASO 6: Asignar parámetros para el docking
cargar Proteina_Rigida.pdbqt:
Docking  Macomolecule  Set Rigid Filename…
Asignar el ligando (archivo pdbqt):
Docking Ligand  Open…
Aparece una ventana con la
descripción de los parámetros para el
ligando. Presionar “Accept”
cargar Proteina_Flexible.pdbqt :
Docking  Macomolecule  Set Flexible Residues Filename…
PASO 6: Asignar parámetros para el docking
Determinar el algoritmo de búsqueda:
Docking  Search Parameters  Genetic Algorithm
Para que la búsqueda conformacional sea
más exhaustiva estos parámetros pueden
aumentar. En este caso para disminuir el
tiempo computacional, cambiar “medium”
a “short” . El valor de evaluaciones se fijara
en 250.000
Para finalizar presionar “Accept”
PASO 6: Asignar parámetros para el docking
En Docking  Docking Parameters
dejar todo por defecto y presionar “Accept”
Almacenar los parámetros para el Docking
Docking  Output  Lamarckian GA
(Dock.dpf)
PASO 7: Calcular la grilla
Para realizar el cálculo de grilla debemos abrir una consola y localizarnos en
el directorio donde se encuentran los archivos que hemos creado. Luego
tipear el siguiente comando:
Autogrid –p Grilla.gpf –l Grilla.glg &
Archivo de entrada
Archivo de salida
Al finalizar obtenemos el siguiente mensaje:
autogrid4: Successful Completion.
Y en el directorio deberán aparecer varios archivos
*.map
PASO 8: Buscar el modo de unión
En la consola y manteniéndonos en el directorio donde se encuentran los
archivos que hemos creado, tipear el siguiente comando:
Autodock4 –p Dock.dpf –l Dock.dlg &
Archivo de entrada
Archivo de salida
Al finalizar obtenemos el siguiente mensaje:
autodock4: Successful Completion.
Las conformaciones resultantes se encuentran
almacenadas en el archivo Dock.dlg.
PASO 9: Análisis de los resultados
Volvemos al entorno grafico de ADT para ver los resultados:
Analyze Dockings  Open
(cargar archivo Dock.dlg)
Aparece un mensaje indicando como
desplegar las conformaciones
obtenidas.
Para un análisis más detallado, ir a:
Analyze  Conformations  Play
Analyze  Conformations  Load
Para guardar cada conformación
se despliegan individualmente y
se guardan:
File  Save  Write PDB
PASO 9: Análisis de los resultados
Clustering
Análisis interacciones
Las conformaciones finales deben converger a una
posición similar

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