内容发布更新时间 : 2024/12/23 21:33:19星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
HS C* A* N* NA* NS OA* OS F Mg MG P SA* S Cl CL Ca CA Mn MN Fe FE Zn ZN Br BR I Donor S Spherical Hydrogen Non H-bonding Aliphatic Carbon Non H-bonding Aromatic Carbon Non H-bonding Nitrogen Acceptor 1 H-bond Nitrogen Acceptor S Spherical Nitrogen Acceptor 2 H-bonds Oxygen Acceptor S Spherical Oxygen Non H-bonding Fluorine Non H-bonding Magnesium Non H-bonding Magnesium Non H-bonding Phosphorus Acceptor 2 H-bonds Sulphur Non H-bonding Sulphur Non H-bonding Chlorine Non H-bonding Chlorine Non H-bonding Calcium Non H-bonding Calcium Non H-bonding Manganese Non H-bonding Manganese Non H-bonding Iron Non H-bonding Iron Non H-bonding Zinc Non H-bonding Zinc Non H-bonding Bromine Non H-bonding Bromine Non H-bonding Iodine
静电相互作用的计算采用了一个静电势格点，在格点上储存受体分子的静电势。当配体和受体分子对接时，某个原子和受体之间的静电相互作用能通过周围格点上静电势以及原子上的部分电荷就可以计算得到。
计算氢键相互作用时，格点的处理和范德华相互作用有点类似，每个格点上需要保存配体分子中所有氢键给体与氢键受体之间的相互作用能量，而且这些能量都是在氢键在最佳情况下的氢键能量值。
以上格点能量的计算都是由AutoDock中的AutoGrid程序计算得出的，AutoDock格点对接示意图如下图所示（图4）。AutoDock格点对接的基本流程如下：首先，用围绕受体活性位点的氨基酸残基形成一个范围更大的Box，然后用不同类型的原子作为探针（probe）进行扫描，计算格点能量，此部分任务由AutoGrid程序完成。然后AutoDock程序对配体在Box范围内进行构象搜索（conformational search），最后根据配体的不同构象(conformation)，方向（orientation）、位置
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（position）及能量（energy）进行评分（scoring），最后对结果进行排序（ranking）。
图4：AutoDock格点对接示意图
AutoDock目前的版本只能实现单个配体和受体分子之间的对接，程序本身还没有提供虚拟筛选功能（Virtual Screening），但是可以使用Linux/Unix中的Shell以及Python语言实现此功能。同时AutoDock本省所包含的AutoDock以及AutoGrid程序是完全在命令附下操作的软件，没有图形界面，但是如果使用AutoDock Tools程序，就可以在几乎完全图形化的界面中完成分子对接以及结果分析等工作，下面我们就介绍一下AutoDock Tools。 4.2.AutoDock Tools
AutoDock Tools（以下简称ADT）是The Scripps Research Institute，Molecular Graphics Laboratory (MGL)在Python Molecular Viewer（以下简称PMV，Python语言开发）基础上开发的针对AutoGrid和AutoDock程序开发的图形化的分子可视化及对接辅助软件，目前最新版本为1.5.2。在这里我们使用的版本为1.5.1，它的主界面主要包含以下几个部分（图5）：
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图5：ADT1.5.1的主界面及窗口部件
（１） PMV菜单：主要通过使用菜单命令对分子进行相关的操作，以及进行可视化设置； （２） PMV工具栏：PMV菜单中一些常用命令的快捷按钮； （３） ADT菜单：AutoGrid和AutoDock的图形化操作菜单； （４） 分子显示窗口：3D模型分子的显示和操作窗口；
（５） 仪表板窗口部件：快速查看及设置分子的显示模型以及着色方式； （６） 信息栏：显示相关操作信息。 4.3.软件的获取及安装
AutoDock程序包自版本4.0起成为自由软件（Free Soft，非免费软件），只需在官方网站上完成注册（http://autodock.scripps.edu/downloads/autodock-registration），即可下载包含完整源代码的版本以及针对各种不同操作系统平台编译好的程序。
在这里我们下载包含源代码以及编译好的各种平台程序的完整软件包，名称为
“autodocksuite-4.0.1-all.tar.gz”，解压后该文件包包含三个目录：（1）“bin”目录中是针对不同
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平台编译好的AutoGrid以及AutoDock程序；（2）“example”目录中包含一些程序运行的例子，可以进行软件测试以及相关操作的学习；（3）“src”目录为AutoGrid以及AutoDock程序的源代码，可以自行编译成可执行的程序文件。“bin”目录中编译好的针对不同平台的程序如下表所示（表4）：
表4：autodocksuite-4.0.1-all.tar.gz中各种编译好的AutoDock程序
名称 i86Cygwin i86Darwin8 i86Linux2 ia64Linux2 ppcDarwin8 sgi4DIRIX646 sun4SunOS5 硬件系统及操作系统平台 Intel x86处理器，Window系统（使用Cygwin） Intel x86处理器，Mac操作系统 Intel x86处理器，Linux操作系统 Intel 安腾64位处理器，Linux操作系统 IBM Power处理器，Mac操作系统 Sgi图形工作站，IRIX操作系统 Sun服务器，Sun操作系统
绝大多出情况下，这些编译好的程序在相应的品台下均能正确运行，但如过碰上特殊情况或是针对自己的实际要求对程序进行了修改，那就需要重新编译AutoGrid以及AutoDock程序。下面就以Linux系统为例解释编译过程：
首先需要确认Linux中已经安装了C或C++开发工具（如：gcc，g++等）以及Make工具等，一般情况下默认安装绝大多数版本的Linux操作系统这些个工具都会安装。之后打开控制台：
tar -xzvf autodocksuite-4.0.1-all.tar.gz #解压缩软件包 cd autodocksuite-4.0.1/src/autogrid-4.0.0 ＃切换到autogrid-4.0.0目录 ./configure ＃设置编译环境 make ＃编译autogrid，完成后此目录中会有autogrid4程序生成 cd ../ autodock-4.0.1 ＃切换到autodock-4.0.1目录 ./configure ＃设置编译环境 make ＃编译autodock，完成后此目录中会有autodock4程序生成 完成编译后，将“autogrid4” 以及“autodock4”程序拷贝到需要的目录即可。
相比AutoDock的编译，ADT的安装就显得尤其简单：首先，到ADT的官方网站下载网站（http://mgltools.scripps.edu/downloads）下载相应操作系统的版本，在这里我们下载Linux下的Standalone installer的版本：MGLTools-1.5.1-Linux-x86-Install（需要GLIBC_2.3, libstdc++.5.X才能正常运行）。下载完毕后，直接双击程序文件即可在Linux
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下进行完全图形化的安装，与Windows下安装程序一样。但是，如果
MGLTools-1.5.1-Linux-x86-Install不能运行，则下载mgltools_i86Linux2_1.5.2.tar.gz，解压缩后运行install.sh进行安装，一样会出现安装界面。需要注意的是目前ADT最新版本为1.5.2，但安装方式完全一样，1.5.2版本主要增加了针对不同版本AutoDock程序的切换功能，与AutoDock的兼容性更好。 二、对接准备及对接操作
在这一部分中我们将采用非常经典的HIV蛋白及其抑制剂（PDB ID：1HSG）来作为例子对AutoDock的整个操作分析过程做一个详细的讲解。
以下操作过程全部在ubuntu 8.04操作系统下完成，桌面系统为KDE4.0；AutoDock为在此操作系统下进行了重新编译；ADT版本为1.5.1。
1．获取Receptor（受体）及Ligand（配体）结构文件
我们可以从www.pdb.org网站上下载“1hsg.pdb”文件，运用ADT、VMD以及PyMol之类的常用分子显示及编辑软件来将“1hsg.pdb”中的蛋白质受体和小分子配体分离开来，保存成两个单另的文件以备后面使用。同时还可以在AutoDock网站下载“tutorial4.tar.gz”
（http://autodock.scripps.edu/faqs-help/tutorial/using-autodock-4-with-autodocktools，受体文件：“hsg1.pdb”以及配体文件：“ind.pdb”）来进行操作。下面我们就以从AutoDock网站上获取的结构文件来进行后面的操作。
2．设置工作目录及工作环境
新建工作文件夹“1HSG”，将编译好的“autogrid4，autodock4”程序以及“hsg1.pdb，ind.pdb“两个PDB文件拷贝到此文件夹下。打开控制台，切换目录到该文件夹下，运行ADT，这样ADT的默认路径就是”1HSG“文件夹，此后所有输入/输出文件的默认路径都是1HSG，方便后面操作（图6）。
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