分子对接已经成为药物先导化合物发现和优化领域的有力工具。在过去的三十年中，基于不同的搜索算法和评分函数，开发了大量的对接程序。对于初学者而言，没有图形用户界面的对接程序，学习起来并不轻松，本期内容我们为大家分享一个十分易用的新的多平台分子对接工具--DockingPie。

DockingPie是PyMOL的一个插件，提供了一个通用的和用户友好的图形用户界面，可以非常方便的使用多个对接程序执行分子对接计算，同时借助PyMOL优秀的可视化能力对分子对接结果进行可视化分析。在目前的第一个版本中，实现对接的程序是Smina、Autodock Vina、RxDock和ADFR，DockingPie为四个对接程序提供了一个简单的界面，即便是新手也可很轻易的完成整个分子对接流程。

下载与安装

首先下载DockingPie插件压缩包，下载地址如下：

https://github.com/paiardin/DockingPie

打开PyMOL，在菜单栏点击“Plugin -> Plugin Manager -> Install New Plugin -> Choose File…”选择刚刚下载好的.ZIP压缩包进行安装即可。

DockingPie目前集成了四种不同的对接工具：RxDock，Vina，Smina和ADFR；几个化学信息学python模块（即AutoDockTools，Openbabel，sPyRMSD）和其他外部工具如sdsorter。

“CONFIGURATION”选项卡提供了一种从插件中安装所需工具的简单方法，分为两步，如下所述：

①配置外部工具：

“CONFIGURATION”选项卡 -> Configure -> Start Download -> Finish Download

②安装外部工具

如果用户之前没有安装过所需的工具，则会启用“Install button”按钮，该按钮可用于安装外部组件：RxDock、Openbabel和sPyRMSD安装在PyMOL Conda环境中。ADFR、Vina、Smina和sdsorter直接提供可执行文件。虽然DockingPie是跨平台的，但是RxDock和Smina是独立的，并不是为了在Windows上使用而发布的。

在“CONFIGURATION”选项卡内，点击“Check for Updates”按钮，可以检查“外部工具”是否已经发布了新版本，并在需要时进行更新。

RxDock、sPyRMSD和OpenBabel需要用户手动安装，如下安装DockingPie的依赖：

conda install -c conda-forge spyrmsd #sPyRMSD

conda install -c conda-forge openbabel #Openbabel

conda install -c bioconda rxdock #RxDock

通常，在新创建的环境中，不会安装Biopython。这种缺失会阻碍DockingPie的打开。Biopython是插件所需的一个Python模块，可以如下安装：

conda install -c conda-forge biopython

分子对接流程

DockingPie的使用非常简单方便，在PyMOL的菜单栏点击“Plugin -> DockingPie 1.0”即可打开DockingPie主面板，可以看到，主面板包括“CONFIGURATION”选项卡、对接程序选项卡（Vina, Smina, RxDock和ADFR）以及“DATA ANALYSIS”选项卡。

对接程序的每个选项卡都包含了进行对接过程的子选项卡：“Receptors”、 “Ligands”、“Grid Settings”、“Docking”以及“Results”，即设置受体、配体、网格、对接以及对接结果。

注：由于小编这里使用的是Windows系统，所以不能使用RxDock和Smina进行分子对接。

首先将受体和配体都导入至PyMOL中，在“Receptors”选项卡中点击“Import from PyMOL”按钮，根据提示设置受体，根据需要勾选“Add Hydrogens”、“Remove All non-standard residues”、“Remove Water”或“Show Heteroatoms”选项，进行加氢、去水、移除非标准残基等预处理；然后点击“Generation receptor”按钮，在右侧的列表中选择对象受体，点击“Set”设置受体；

类似的，切换至“Ligands”选项卡，对配体分子进行预处理和设置；

下面在“Grid settings”选项卡设置对接盒子，DockingPie为每个对接程序提供了不同的“Grid Settings”选项卡。

对于Vina而言，我们可以直接在“Grid Center Coodinates”中输入对接盒子的中心坐标，在“Grid Dimension”中可以调节盒子的大小，同时在PyMOL窗口可以看到对接盒子，可以根据需要进行调整；也可从PyMOL中导入特定的对象来定义对接盒子，比如以原配体、特定的原子或氨基酸残基为中心定义对接盒子；当然熟悉Vina对接的小伙伴，对Vina对接时提供的参数文件应该不陌生，也可以直接导入Config文件至DockingPie中。

设置完成后，点击“Set in Docking Tab”按钮，然后切换至“Docking”选项卡。在该选项卡界面右侧，有每个对接程序特有参数的设置界面，可以根据需要进行设置。

为了方便多个对接过程的运行，DockingPie提供了两种类型的对接流程：

①ALLvsALL：配体或受体可以选择多个，但只能选择一个空腔，每个配体与每个受体对接；

②Custom：允许设置几种不同的对接场景。通过运行该流程，创建的每个场景将依次运行。

值得一提的是，在Smina、Vina和ADFR对接程序中，可以设置某些侧链的柔性。勾选“Use Flex”选项，在文本框中输入相关的侧链，语法为：

Chain:ResiduenamePosition

如：

A:ARG220, A:LYS210

设置完成后，点击“Run Docking”执行分子对接计算。

对接完成后，“Results”将会更新，可在这里看到对接的结果。主要信息显示在一个表格中，通过双击表格，可以在PyMOL中看到具体的对接pose；

“DATA ANALYSIS”会收集来自RxDock, Vina, Smina和ADFR的结果。在使用不同的对接工具进行了至少两次对接后，可以进行“Consensus Scoring”（CS，一致性打分）分析。

参考资料：

1. Rosignoli S, Paiardini A. DockingPie: a consensus docking plugin for PyMOL[J]. Bioinformatics, 2022, 38（17）: 4233-4234.

2. https://github.com/paiardin/DockingPie

3. http://schubert.bio.uniroma1.it/

转自：“叮当学术”微信公众号

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