Discovery Studio | 使用CDOCKER对接气味受体和配体

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嗅觉受体(也叫气味受体,OR)是在嗅觉受体神经元的细胞膜中表达的化学感受器,负责检测产生嗅觉的气味分子,在脊椎动物中,这些受体是 G 蛋白偶联受体 (GPCR) 的 A 类视紫红质样家族的成员,在无脊椎动物昆虫中,嗅觉受体是一组不相关的配体门控离子通道的成员。一个OR可以与多个气味分子结合,一个气味分子也可以与多个OR进行结合。OR与气味分子主要以非共价键结合,包括氢键、疏水作用等,当前公布的OR晶体结构大多为受体完全将配体包裹,且以疏水作用为主要相互作用。

如果感兴趣可以阅读相关文献:

1. Structural basis of odorant recognition by a human odorant receptor

2. Structural basis of odor sensing by insect heteromeric odorant receptors

3. Structural basis for ligand modulation of insect olfactory receptor OR-Orco heterocomplex

以2024年6月13日最新发表的Science文章(Structural basis of odor sensing by insect heteromeric odorant receptors)公布的埃及伊蚊气味受体OR10结合邻甲基苯酚的晶体结构(8V02)为例。

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1、准备分子对接结构

打开File-Open URL窗口,填入8V02点击open下载埃及伊蚊气味受体OR10的晶体结构,因为气味分子仅和OR受体相互作用,因此手动删除ABC三条Orco结构链。

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由于该晶体结构存在原子命名不正确及氨基酸不完整的问题(Protein Report功能),因此需要进行修复。打开Prepare Protein对OR10结构进行准备修复,参数默认即可。导入邻甲基苯酚的结构进行准备。

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对准备好的OR10结构预测其结合位点,点击Define Receptor将OR10定义为受体,然后点击From Receptor Cavities预测结合位点,该功能根据结构空腔会穷尽所有可能的位点,对于此蛋白我们根据经验或基于其他晶体结构的配体信息选择第二个结合位点。

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2、埃及伊蚊气味受体OR10与邻甲基苯酚基于CDOCKER进行分子对接

将准备好的OR10同源建模模型的作为受体填入Input Receptor,将准备邻甲基苯酚作为配体填入Input Ligands,其余参数保持默认。

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OR10与邻甲基苯酚的分子对接一共产生了10个对接构象。打分函数如下表,对接构象聚类如下图:

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3、检验分子对接结果的准确性

将8V02晶体结构中的配体分子邻甲基苯酚叠合到使用Discovery Studio软件进行分子对接的构象中,使用RMSD作为叠合程度的评判标准。

右键图层窗口选则show all将配体的对接构象全部显示,将8V02晶体结构中的配体分子邻甲基苯酚复制到对接构象中并命名为8V02-origin(因为坐标没变,不用担心不一致),选择8V02-origin并点击工具栏选择Structure-RMSD-Set Reference,将8V02-origin设置为RMSD参考对象。

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然后使用Discovery Studio软件进行分子对接的打分最高构象和8V02晶体结构的RMSD为0.12,如下图所示,充分体现了Discovery Studio软件分子对接功能的准确性与操作便携性。

 

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打分前三的配体docking pose和8V02-origin的叠合见下图,其中Docking pose 1 为紫色,Docking pose 2为橙色,Docking pose 3为红色,晶体结构配体为正常灰色。

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尽管对接打分比较接近,但是pose1和pose2、3的苯环方向不一致。Pose 2和pose 3也仅仅是苯环上的羟基可旋转键的方向有一定差别而已,poes2的角度为113.063,pose 3 的角度为111.621。

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简单分析相互作用即可知,Docking pose 1能和更多的氨基酸产生相互作用,Docking pose 2 和晶体结构的相互作用几乎一致,因此pose 1在打分函数上能取得更高的分数,但在总体上,关键氨基酸并没有改变。

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