文章来源：叮当学术。蛋白-多肽相互作用涉及许多细胞生理和病理过程，大多数治疗性多肽因其具有高生物活性和低毒性而广受制药业青睐。ADCP全称为AutoDock CrankPep，是一个专门用于对接多肽的AutoDock对接引擎。它结合了蛋白质折叠技术以及刚性受体的有效形式作为亲合力计算基础，在受体的能量景观的背景下进行多肽折叠的运算。ADCP采用蒙特卡罗方法对多肽的折叠进行计算，同时优化多肽和受体分子之间的相互作用，产生多肽的对接构象。该程序可以对接PDB文件中的三维结构或序列字符串中的肽。它已被证明能成功地重新对接长度达20个氨基酸的肽。

软件下载与安装

下载地址：

https://ccsb.scripps.edu/adfr/downloads/

根据安装说明进行安装即可，本例中选择“ADFRsuite 1.0 Linux 64 installer app”下载，输入以下命令进行安装：

chmod a+x ADFRsuite_Linux-x86_64_1.0_install

./ADFRsuite_Linux-x86_64_1.0_install

安装完成后，将“ADFRsuite-1.0/bin ”添加至环境变量中即可。

操作演示

本教程以伪磷酸化Smad1肽与CHIP的TPR结构域的对接为例，为大家介绍在ADCP中完成蛋白-多肽的对接。

1.PDBQT文件的准备

首先在PDB数据库中下载伪磷酸化Smad1肽与CHIP的TPR结构域的复合物结构文件，PDB ID为3Q47。

将蛋白和多肽分离，分别保存为“3q47_pro.pdb”和“3q47_pep.pdb”文件。

结构的预处理可使用自己顺手的软件完成，我们这里就使用ADFRsuite完成蛋白及多肽的质子化和添加电荷步骤。

使用reduce命令对蛋白质和多肽分子分别进行质子化，在终端输入以下命令：

reduce 3Q47_pro.pdb > 3Q47_proH.pdb

reduce 3Q47_pep.pdb > 3Q47_pepH.pdb

下面使用prepare_receptor和prepare_ligand命令在ADFRSuite中准备配体和受体，将质子化的PDB文件转化为PDBQT文件。

prepare_receptor -r 3Q47_proH.pdb

prepare_ligand -l 3Q47_pepH.pdb

终端提示添加了Gasteiger电荷，并在文件夹中输出了“3Q47_proH.pdbqt”以及“3Q47_pepH.pdbqt”文件。

PDBQT文件是一种为AutoDock程序设计的文件格式。与标准PDB文件格式相比，PDBQT文件格式增加了部分电荷和AutoDock原子类型两列。

2.生成对接参数文件

为执行对接，需要先生成一个对接参数文件，由于本例中我们是在已有复合物结构的情况下进行的Redocking，因此可以以多肽为中心，自动生成对接盒子。输入以下命令即可：

agfr -r 3Q47_proH.pdbqt -l 3Q47_pepH.pdbqt -asv 1.1 -o 3Q47

其中：

-r：指定输入的受体文件

-l：指定输入的配体文件

-asv：指定AutoSite的版本号（1.0或1.1），如果不使用-asv命令，则默认使用1.0版本

-o：指定输出目标文件名

在此条件下，对接盒子以指定的多肽为中心，向周围填充4.0 ?的空间，该距离可以通过“-P”命令来指定。我们也可以自定义对接盒子，通过“-b”命令来实现，如输入以下命令：

agfr -r 3Q47_proH.pdbqt -l 3Q47_pepH.pdbqt -b user 16.052 9.415 5.617 20.25 21.00 21.00 -asv 1.1 -o 3Q47

其中，“16.052 9.415 5.617”指定了对接盒子的中心坐标，“20.25 21.00 21.00”指定了对接盒子的大小。

此时，在文件夹中生成了“3Q47.trg”文件，其中包含了对接所需的参数文件。

3.蛋白-多肽对接

接下来，就可以运行蛋白-多肽的对接计算了。

adcp -t 3Q47.trg -s npisdvd -N 20 -n 1000000 -o 3Q47_redocking -ref 3Q47_pepH.pdb

adcp 检测可用的内核数量，默认情况下将使用这些内核执行20个独立搜索(- n，- nbRuns 20) ，每个搜索使用最多2,500,000个评分函数(- n,-numSteps 2500000)。默认情况下，adcp 执行50次搜索，每次分配250万次计算。通常，更复杂的对接问题需要执行更多的搜索，以增加找到最佳对接姿态的机会(即评分函数的全局最小值)。

计算完成后，文件夹产生以下文件：

3q47_redocking_ranked_{num}.pdb   # 最终的对接结果以及打分排名

3q47_redocking_{num}.pdb          # 蒙特卡罗方法计算时所产生各个轨迹文件

3q47_redocking_{num}.out          # 各个轨迹文件的详细输出文件

在终端显示了对接的结果，包括亲和能（affinity）、RMSD等信息。

Detected 12 cores, using 12 cores

copying the ramaprob.data file from /home/yim/Software/AutoDock/ADFRsuit/ADFRsuite-1.0/CCSBpckgs/ADCP/ramaprob.data to /home/yim/Documents/ADCP_tutorial_data/3Q47

Performing search (20 ADCP runs with 1000000 steps each) ...

0%   10   20   30   40   50   60   70   80   90   100%

|----|----|----|----|----|----|----|----|----|----|

Docking performed in 118.22 seconds, i.e. 0 hours 01 minutes 58.218332 seconds

mode |  affinity  | clust. | ref. | clust. | rmsd | best | energy | best |

     | (kcal/mol) | rmsd   | rmsd |  size  | avg. | rmsd |  avg.  | run  |

-----+------------+--------+------+--------+------+------+--------+------+

   1        -15.9     0.0     2.5      64     2.6   2.3   -13.4    715

   2        -15.9     2.3     1.0      53     1.3   1.0   -13.3    1659

   3        -14.2     7.0     7.0      71     7.0   6.5   -11.9    2944

   4        -13.8     5.3     7.1      72     7.2   6.3   -11.7    1441

   5        -13.6     3.9     5.4      17     5.8   5.3   -12.3    1450

   6        -13.5     9.7     9.0      64     8.9   8.5   -10.5    426

   7        -13.3    10.5     9.5      22     9.5   9.2   -11.9    2767

   8        -13.0     3.8     4.4      37     4.4   4.0   -12.0    2003

   9        -12.8    10.5     9.7       2     9.7   9.7   -12.8    2765

  10        -12.8    10.4     9.6      38     9.6   9.5   -11.4    2332

  11        -12.2     9.9     9.4      35     9.3   9.1   -11.0    1306

  12        -12.0     7.8     7.7       1      NA      NA    2949

  13        -12.0     4.9     5.4      14     5.4   4.7   -11.5    1017

  14        -11.9    10.3    10.2      20    10.3  10.2   -11.4    1144

  15        -11.9     4.9     5.7      22     5.7   5.5   -11.2    869

  16        -11.7    11.0    10.2      46    10.5   9.4    -9.7    544

  17        -11.7     6.1     7.9      12     8.1   7.3    -9.4    252

  18        -11.6     5.7     6.1       8     6.2   6.0   -11.0    2617

  19        -11.5     5.8     7.3      26     7.3   6.7   -10.3    2004

  20        -11.4     5.8     7.1      19     7.0   6.3   -10.6    123

  21        -11.4    10.4     9.5      13     9.5   9.4   -10.4    2473

  22        -11.3     6.2     7.6      10     8.0   7.6   -10.9    1021

  23        -11.3     3.0     4.5       4     4.4   4.1   -11.2    721

  24        -11.0    10.0     9.5       1      NA      NA    1155

  25        -11.0     4.7     5.0      15     5.1   4.9   -10.8    1667

  26        -11.0     4.7     4.3       1      NA      NA    1027

  27        -10.9    10.1     9.4       4     9.5   9.4   -10.7    131

  28        -10.9     7.9     8.2      22     8.2   7.2   -10.2    1957

  29        -10.9    10.7     9.8      21     9.8   9.3   -10.3    2480

  30        -10.8     2.8     3.1       1      NA      NA    1023

  31        -10.8     3.7     5.2       6     5.2   5.2   -10.6    269

  32        -10.8    10.3    10.3      10    10.3  10.2   -10.1    1150

  33        -10.8     7.8     6.6      40     6.5   6.0    -9.7    3090

  34        -10.8     9.3     8.6      10     8.9   8.0    -9.4    542

  35        -10.7     7.0     6.5      49     6.7   6.3    -9.1    2183

  36        -10.7     3.4     2.3      24     3.2   2.3    -9.6    1442

  37        -10.7     1.9     3.0      24     3.3   3.0    -9.9    648

  38        -10.6     8.0     7.2       2     7.1   7.1   -10.3    2180

  39        -10.6    10.8    10.7       1      NA      NA    1024

  40        -10.5     7.1     7.7      15     7.8   7.7    -9.9    1810

  41        -10.5    10.6     9.5      13     9.5   9.2   -10.1    2757

  42        -10.4     4.3     5.6       1      NA      NA    2006

  43        -10.4    11.2    10.8      21    10.8  10.7    -9.4    416

  44        -10.4     7.4     6.9      12     7.1   6.8    -9.8    229

  45        -10.4    10.2     9.4       5     9.5   9.4    -9.2    534

  46        -10.3     4.4     5.6      23     5.8   4.8    -7.6    2622

  47        -10.2     9.1     9.4       1      NA      NA    2627

  48        -10.2     7.3     7.5       1      NA      NA    125

  49        -10.2     4.1     3.2       1      NA      NA    876

  50        -10.2     5.9     7.6       1      NA      NA    127

  51        -10.2     6.6     6.4       3     6.6   6.0    -9.3    2621

  52        -10.2    10.8     9.9       2    10.3   9.9    -9.6    541

  53        -10.2     5.2     6.6       5     6.6   6.5   -10.1    2952

  54        -10.2     4.9     6.4       8     6.6   6.3    -7.3    1846

  55        -10.1     8.3     8.3      22     8.1   7.8    -9.6    987

  56        -10.1     8.9     8.2       4     8.2   7.9    -8.3    130

  57        -10.1    10.4     9.4       1      NA      NA    2177

  58        -10.1     7.0     7.4      14     7.6   7.4    -8.8    871

  59        -10.1    10.3     9.7       1      NA      NA    539

  60        -10.1     5.4     6.8       3     7.0   6.8    -8.9    1443

  61        -10.1    12.0    11.3      14    11.9  11.2    -9.4    2336

  62        -10.1     9.7     9.9       1      NA      NA    274

  63        -10.1    11.1    10.3       1      NA      NA    538

  64        -10.0     4.2     4.5       1      NA      NA    1660

  65        -10.0    10.2     9.6       4     9.6   9.6    -9.8    2294

  66        -10.0     6.6     6.8       4     6.6   6.5    -8.9    2009

  67        -10.0     5.0     5.1       1      NA      NA    873

  68        -10.0     2.5     4.0       1      NA      NA    725

  69        -10.0     8.3     8.0      30     8.2   8.0    -8.6    1148

  70        -10.0    11.3    10.6       4    10.6   9.8    -9.3    2280

  71        -10.0     6.4     6.7       1      NA      NA    1444

  72         -9.9     6.8     6.9      16     6.9   6.8    -9.5    2950

  73         -9.9     5.8     6.9       1      NA      NA    1447

  74         -9.9     5.4     6.0       1      NA      NA    1620

  75         -9.9    10.5     9.7       1      NA      NA    2334

  76         -9.9     8.5     7.8       1      NA      NA    2181

  77         -9.9     9.0     8.3       1      NA      NA    128

  78         -9.9    11.0    10.4       1      NA      NA    2341

  79         -9.9     8.5     7.5       7     7.5   7.2    -9.4    1301

  80         -9.8     7.9     7.6      22     7.5   7.4    -8.5    2581

  81         -9.8     4.5     3.7       1      NA      NA    870

  82         -9.7    10.2     9.6       1      NA      NA    2179

  83         -9.7    12.9    12.1       4    11.7  11.3    -9.2    2478

  84         -9.7     7.4     6.4       2     6.3   6.3    -9.5    271

  85         -9.6     6.7     7.6       1      NA      NA    1028

  86         -9.6    10.0     9.5       1      NA      NA    1147

  87         -9.6     5.8     6.2       6     6.3   6.2    -9.1    2005

  88         -9.6     9.6     8.9       1      NA      NA    2178

  89         -9.6     5.6     4.3       1      NA      NA    1296

  90         -9.6     5.8     6.2       1      NA      NA    1607

  91         -9.5     8.5     8.0       3     8.0   7.8    -8.7    2610

  92         -9.5     6.6     8.4       5     8.2   8.0    -9.2    877

  93         -9.5     6.6     6.3       8     6.3   6.1    -9.1    124

  94         -9.4     5.5     6.0       1      NA      NA    1991

  95         -9.4     9.3     8.5       1      NA      NA    117

  96         -9.4    12.8    12.0      18    12.1  11.9    -8.2    2333

  97         -9.4     5.6     6.5       9     6.7   6.5    -8.9    1787

  98         -9.3     5.2     4.7       2     4.6   4.6    -9.2    2011

  99         -9.3    10.3     9.6       5    10.0   9.4    -8.4    2760

 100         -9.3     4.9     4.1      34     4.2   3.9    -6.5    2174

clean up unzipped map files

下面我们将部分对接结果导出PyMOL中看一下构象动画。

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