Tutorial –Docking utilizando AUTODOCK Vina

Tutorial –Docking utilizando AUTODOCK Vina
Profa. Rafaela Salgado Ferreira
Departamento de Bioquímica e Imunologia - Universidade Federal de Minas Gerais
Referência:
AutoDockVina - Trott O, Olson AJ. AutoDock Vina: improving the speed and accuracy of docking with a
new scoring function, efficient optimization, and multithreading. J Comput Chem. 2010 Jan 30;31(2):45561.
Objetivos:
Realizar o docking nativo de inibidores da enzima AmpC β-lactamase;
Realizar o cross docking de outros inibidores competitivos da AmpC β-lactamase contra a mesma
estrutura.
Primeira parte – Docking nativo do composto co-cristalizado
1.1) No site da base de dados ZINC (zinc.docking.org /choose.shtml), busque pelo inibidor de β –lactamase
a ser docado (composto ZINC116295)
- adicione o código ZINC na caixa correspondente e clique em Run query.
- Salve o arquivo .mol2 correspondente ao ligante.
1.2) No Pymol, abra a estrutura PDB 1L2S, um complexo da enzima β–lactamase com o inibidor
ZINC116295.
- Digite fetch 1L2S na linha de comando e dê enter.
- Crie dois objetos, a partir de seleções do ligante e do monômero A da proteína:
a) Proteína: selecione os resíduos da cadeia A, copie para um objeto e renomeie o objeto para “proteina”
b) Ligante: selecione o ligante (código STC), correspondente ao monômero da proteína selecionado, copie
para um objeto e renomeie o objeto para “ligante”
1.3) Abra o arquivo .mol2 do ligante a ser docado
- File> open> zinc.mol2
1.4) Abra o plugin do AutoDock Vina
- Menu Plugin > AutodockVina
1.5) Na Aba inicial, Configuration:
- Insira os caminhos para os arquivos do AutoDockTools, dos executáveis do Autogrid, do Autodock e do
Vina, e para o diretório de trabalho (onde os arquivos gerados serão salvos).
- Clique em Save Plugin Configuration File.
1.6) Na aba Grid Settings:
- Defina o grid a partir do ligante
- Exiba a caixa do grid clicando em “Show box” (opções “Cylindric box” ou “wired box”)
1.7) Na aba Receptor:
- Você verá uma lista com todas as seleções presentes na sua sessão do Pymol. Selecione “proteina” e
clique em “ Generate receptor”
Será gerado o arquivo do receptor no formato .pdbqt, contendo as cargas e os hidrogênios polares da
proteína. Serão também calculadas as cargas parciais atômicas.
- A mensagem “successfully generated receptor file” deverá aparecer em amarelo na parte inferior da tela.
(Ver figura equivalente para o passo 8, abaixo)
1.8) Na aba Ligands:
- Selecione “zinc” e clique em “Generate Ligand”
Será gerado o arquivo do ligante também no formato .pdbqt, contendo a definição das ligações químicas
como rotacionáveis (Ativas, A) ou não (Inativas, I). Este arquivo contém também a definição das cargas
parciais atômicas e dos tipos atômicos.
- A mensagem “successfully generated ligand file” deverá aparecer em amarelo na parte inferior da tela.
1.9) Na aba docking:
- Clique em “Run Vina” e aguarde a mensagem: “writing output... done”
- Os arquivos finais gerados são:
ZINC********.docked.pdbqt – contendo a energia e as coordenadas das poses geradas
ZINC********.vina.log – contendo um resumo dos valores de energia e rmsd de cada pose em relação a de
menor energia
1.10) Na aba “View Poses” :
- Selecione o arquivo de resultados zinc.docked.pdbqt e clique em Load
Obs: Caso o nome do arquivo gerado contenha o caracter “_”, remover o mesmo do nome do arquivo para
que o programa seja capaz abri-lo.
- Em Poses, clique em Show all
- No Pymol cada um dos 10 resultados será exibido:
- Compare as poses docadas com a estrutura cristalográfica. Qual resultado foi mais próximo? Este foi o
resultado de menor energia?
Segunda parte – Docking de inibidores já conhecidos e análise dos resultados
2.1) No site ZINC, baixe o arquivo .mol2 dos seguintes compostos (todos referentes a inibidores já cocristalizados com a enzima cruzaína) :
Código ZINC
2573369
4784270
213658
164985
20326130
80264
116295
Estrutura cristalográfica
3GSG
3GR2
3GVB
3GRJ
3GTC
3GV9
1L2S
Resolução (Å)
2,1
1,8
1,8
2,5
1,9
1,8
1,9
2.2) Crie o diretório controles e salve o arquivo neste diretório. O arquivo baixado no ZINC é um arquivo
multimol2. Para criar uma pasta com arquivos individuais referentes a cada composto utilize o script
split_mol2.csh
Será criado o diretório Ligands contendo os multiplos arquivos .mol2, nomeados de acordo com os
codigos ZINC correspondentes.
2.3) Realize o docking conforme descrição acima. Na aba inicial do Autodock Vina defina o diretório
controles/resultados como seu diretório de trabalho. Para docar todos os compostos ao mesmo tempo:
a. Na preparação de ligantes:
- carregue todos os compostos
- clique em Generate All
b. Na etapa de docking:
- selecione todos os ligantes para gerar os arquivos de input do Autodock e do Vina
- gere 10 conformações do ligante
- antes de clicar em Run Vina, selecione novamente todos os ligantes
2.5) Avalie os resultados do docking, a partir de comparação com as respectivas estruturas cristalográficas
correspondentes.