Discovery Studio官方教程-分子对接前的准备受体和配体

目的： 通过此教程，了解并掌握Discovery Studio中一些基本操作。

所需功能和模块：Discovery Studio Visualizer client

所需数据文件：mdm_random.sd和1aq1.pdb。
所需时间：30分钟

介绍

在使用软件进行课题研究前，我们首先应该了解并掌握该软件使用的一些基本操作。为后续的体系处理做好准备工作。这个教程包括：

小分子配体准备
蛋白文件的处理
小分子配体准备

在Discovery Studio（DS）中，可以直接构建分子结构，也可以将在其它画图软件中画好的结构直接拷贝到DS中，本教程演示如何在DS中构建小分子结构。

1. 调用Sketching功能

从View菜单下，打开Toolbars，选择Sketching。

Toolbars中将显示各种Sketching的工具，这些工具可以用来构建化合物的初始结构。

2. 利用Sketching构建化合物的3D空间构象

打开一个分子显示窗口（Molecule Window），菜单栏File|New|Molecule Window。

注：DS中有四种窗口模式，包括Molecule window（显示分子结构），Protein Sequence Window（显示蛋白序列），Nucleotide Sequence Window（显示核酸序列），Script Window（显示脚本语言），因此我们需要根据载入的文件类型选择窗口。

DS中构建化合物的3D空间构象非常容易，也非常灵活。本教程以以下化合物为示例，以图示的方法演示如何构建化合物的结构。

选择菜单栏Structrue|Clean Geometry可进一步优化此化合物的几何三维结构。 

3. 使用protocol处理多个配体结构

如果配体数目较多，还要考虑对映异构体等因素时，可用流程浏览器（Protocol Explorer）中的Prepare Ligands处理该体系。

从文件浏览器（Files Explorer）中选择并双击打开Samples|Tutorials|Pharmacophore|mdm_random.sd文件，默认为以表格浏览器（Data Table View）形式打开。将相应分子的表格属性中visible前勾选上，即可观看分子结构(图2)。

展开工具栏中Small Molecules|Prepare or Filter Ligands，点击Prepare Ligands， 打开相应的流程参数面板（图3）。

点击Run运行作业，等待作业完成。

任务运行完毕，跳出如下提示框。

输入的6个结构，经过处理后共产生12个配体分子。

点击Report，打开report页面。

点击View results观察处理后的分子结构。

从菜单中选择Window | Close All，关闭所有窗口。

注：DS中也可基于一定的力场对小分子结构进行优化，展开工具栏中Small Molecules|Minimize Ligands，点击Full Minimization即可。

蛋白文件的处理

1. 蛋白结构的载入

介绍三种蛋白结构的载入方法。

1.1 可通过DS直接从PDB库中下载蛋白结构

点击菜单栏File|Open URL可出现图5对话框，直接输入蛋白ID号。

如果机器联网，即可直接下载到视窗中。

1.2 可通过流程浏览器中的RCSB Structrue Search模糊查询所有符合条件的蛋白

展开工具栏Macromolecules|Query Online Databases|Search Databases，点击RCSB Structrue Search按钮， 流程对应参数打开（图6）。

可通过ID号，配体结构信息，实验方法，作者名称等信息查询，可按需要进行检索。

1.3 从File中直接打开本地文件

2. 蛋白文件处理

本例采用第三种载入蛋白的方式，从File|Samples|Tutorials|Receptor-Ligand Interactions文件夹中找到并双击打开1aq1.pdb。

Ctrl+H打开系统视图，Ctrl+T打开表格浏览器，从左边的树状窗口中选择水分子（图7），点击键盘Delete删除。

Clean Protein可去除蛋白多构象，补充非完整的氨基酸残基，为蛋白加氢等，具体参数设置可选择菜单栏Edit>Preference>Protein Utilities>Clean Protein进行设置（图8）。

展开工具栏中Macromolecules|Prepare Protein| Mannual Preparation工具面板，点击Clean Protein。

经过处理的蛋白，可进行后续的对接等操作，也可对其显示方式作改变。

鼠标左键选择Display Style，选择右下角的蛋白质显示方式，蛋白即可按照每个氨基酸残基以线状显示。（图9）

注：此外，也可以通过展开工具栏中Macromolecules|Prepare Protein|Automatic Preparation，点击Prepare Protein对蛋白进行预处理，包括在不同pH条件下的质子化状态，缺失loop的补充等。