Docking proteína-ligando

En esta sección se describen los pasos necesarios para correr Docking Proteína-Ligado en la jupyter.

Prerequisitos

1. UBUNTU
2. AUTODOCK4
3. VMD

Si se es usuario del Clúster, se recomienda compilar Autodock4 de forma local y subirlo compilado al su jupyter personal. En el caso de VMD hasta el momento el uso se hace de forma local. Esto se puede solucionar mediante el uso de la herramienta de montaje de directorios de ssh.

Archivos iniciales

En primera instancia, se deben obtener los archivos iniciales con los cuales vamos a trabajar. En esta parte se recomienda abrir los archivos con el visualizador VMD y guardarlo nuevamente con el formato de salida de .pdb de VMD.

  Archivo necesario:
  Cristal :     	  cristal.pdb

• Se recomienda crear alias para llamar a los siguientes scripts:
  • python.sh
  • ligprep.py
  • recprep.py

Archivo de entrada y de salida

Nombre del archivo	Descripción del nombre del archivo	Contenido	Datos importantes	Notas	input(-i) u output (-o)
cristal.pdb	nombre del archivo descargado de la base de datos	coordenadas del receptor, ligando, aguas, etc.			-i
receptor.pdb	nombre y a veces también cadena del receptor	coordenadas del receptor		El receptor debió de haber sido preparado sin aguas, ni ligandos antes de realizar el docking, sin embargo es necesario revisar si el archivo de referencia contiene esos elementos y en su caso recordar dejar sólo la proteína, sin aguas, sin ligandos. Se puede usar el siguiente comando para preparar el archivo.	-i
receptor.pdbqt	nombre y a veces también cadena del receptor + .pdb	coordenadas y cargas del receptor		Archivo necesario para que funcione Autorid	-o
ligRef.pdb	nombre del ligando + Referencia + .pdb	Coordenadas del ligando de referencia			-i
ligRef.pdbqt	nombre del ligando + Referencia	Coordenadas del ligando de referencia + cargas		Archivo necesario para que funcione Autorid	-o
ligRandom.pdbqt	Ligando + Random + .glg	Archivo de ligando randomizado		Archivo necesario para que funcione Autorid	-o
receptorLig.gpf	nombre del ligando + Referencia + .dpf	Archivo de parámetros para la generación de la grilla	Se recomienda revisar la ubicación y tamaño de la grilla para conocer si el ligando se encuentra ubicado en las coordenadas adecuadas.	Archivo necesario para que funcione Autorid	-o
receptorLig.glg	nombre de la proteína + ligando + .glg	Archivo con información de la grilla		Archivo necesario para que funcione Autorid	-o
receptorLig.dpf	nombre de la proteína + ligando + .dpf	Archivo de parámetros de docking		Archivo necesario para que funcione Autorid	-o
recLigDocked.dlg.pdb	nombre del receptor + nombre del ligando + acoplado + archivo para ADT + pdb	Archivo de resultados de docking receptor-ligando	Se debe seleccionar la mejor pose y guardar las coordenadas en un archivo pdb. No olvidar guardar sólo el frame deseado. "Frames: First: X Last: X ambos deben ser el mismo número para guardar sólo un ligando		-o
recLigBestDockedPose.pdb	nombre del receptor + nombre del ligando + "mejor pose de docking"	Archivo que contiene solamente la pose seleccionada como la mejor del docking			-o
recLigResult.pdb	nombre del receptor + nombre del ligando + Resultado.pdb	Archivo en el que se mezclan la mejor pose del docking y el receptor utilizado	Sirve para poder analizar los aminoácidos con los que estaría interactuando el ligando	Se crea con el comando $ cat receptor.pdb recBestDockedPose.pdb > recLigResult.pdb. Es importante revisar que el archivo no esté cortado con un END entre el final del receptor y el inicio del ligando, porque en ese caso el VMD no leerá las coordenadas del ligando. En VMD se utiliza el comando "protein and same residue as within 5 of resname nombredelligando"	-o

Preparación de los archivos

Preparación de archivo .pdb del ligando partiendo de un cristal

Editor de texto

  $ cat cristal.pdb |grep -v "HOH" |grep "ATOM" > receptorLig.pdb
  $ cat receptorlig.pdb |grep "REC" > receptor.pdb
  $ cat receptorlig.pdb |grep "LIG" > ligRef.pdb  

Revisar manualmente si los nombres en los archivos son REC, LIG, ATOM, HEATOM, etc.

VMD

  $ vmd cristal.pdb

El receptor debe encontrarse libre de aguas, ligandos o cualquier otra molécula que no sea la proteína.

1. Proteina
Graphics > Create representations > Select > protein > save coordinates > protein > save = receptor.pdb
2. Ligando
Graphics >Create representations > Select > resname XXX > save coordinates > resname XXX > save = ligref.pdb

Preparación del receptor

Es necesario construir archivos en formato pdbqt.

  $ preprec -A hydrogens -r receptor.pdb -o receptor.pdbqt
  -A add
  -r receptor
  -o salida

Prepararión del ligando

  $ preplig -A hydrogens -l ligref.pdb -o ligref.pdbqt
  -A add
  -l ligando
  -o salida

Randomizar ligando

  $ randomstate -l ligref.pdbqt -o ligrandom.pdbqt
  -l ligando
  -o salida

Preparar archivo de parámetros para la grilla

  $ prepgpf -y -l ligref.pdbqt -r receptor.pdbqt -o receptorLig.gpf -p npts='100,100,100'
  -y 
  -l ligando
  -o receptor
  -p parámetros
   npts tamaño de grilla (X,Y,Z)
  

Generar grilla y mapas

  $ autogrid4 -p rec_lig.gpf -l receptorlig.glg
  -p parámetros
  -l salida

Preparar archivo de parámetros de docking

  $ prepdpf -p ga_run=100 -l ligRandom.pdbqt -r receptor.pdbqt -o receptorlig.dpf
  -p parámetros
   ga_run número de iteraciones
  -l ligando
  -r receptor
  -o salida

Correr el docking

  $ autodock4 -p rececptorlig.dpf -l recLigDocked.dlg.pdb
  -p parámetros
  -l salida. Resultados del Docking

SI no hay ningún problema el programa comenzará el docking utilizando el comando cat, vi o tail se puede seguir el progreso del docking en tiempo real.

  $ cat recLigDocked.dlg.pdb

Una vez obtenidos los resultados, estos pueden ser analizados haciendo uso del visualizador VMD

  $ vmd -m recLigDocked.dlg.pdb receptor.pdb
  -m múltiple

O con el editor de texto.

  $ vi recLigDocked.dlg.pdb

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3. Autor:Rafael Betanzos

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