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前言
本文介绍开源分子对接程序rDock在Linux Ubuntu 22.04系统上的conda安装、编译安装过程及程序使用流程。 一、rDock是什么#xff1f;
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前言
本文介绍开源分子对接程序rDock在Linux Ubuntu 22.04系统上的conda安装、编译安装过程及程序使用流程。 一、rDock是什么
rDock来源 rDock是一个快速、多功能的开源对接程序可用于将小分子与蛋白质和核酸对接。它专为高通量虚拟筛选HTVS活动和结合模式预测研究而设计。
rDock开发历史 rDock程序由RiboTargets后来的VernalisRDLtd的软件团队于1998年至2006年开发命名为RiboDock。 2006年该软件被授权给约克大学进行维护和分发改名称为rDock。 2012年Vernalis和约克大学同意将该程序作为开源软件发布rDock。此版本在GNU-LGPL 3.0版下授权并得到巴塞罗那大学的支持。 2014年开发一度停滞。2019年RxTx公司开发了一个rDock分支命名为RxDock。
rDock的主要组件现在包括针对蛋白质和RNA靶标验证的快速分子间评分功能范德华、极性、去溶剂化、基于遗传算法的随机搜索引擎、各种外部基于结构的药物发现SBDD衍生的约束条件tethered模板、药效团、noe距离约束以及基于遗传编程的新型对接后过滤。提供了各种脚本来执行自动验证实验和启动虚拟筛选活动。
rDock主要用C编写辅助脚本和程序用C、perl或python语言编写。完整的rDock软件包需要不到50 MB的硬盘空间并且它可以在所有Linux计算机上编译目前仅限Linux系统。
由于它的设计和实现它可以安装在计算集群上并部署在无限数量的CPU上使HTVS活动可以在几天内进行。 除了主对接程序外rDock软件包还提供了一套工具和脚本以方便输入文件的准备以及结果的后处理和分析极大地拓展了用户需求
1对接准备 使用已知的活性区域或用户提供的3D坐标定义结合位点。允许受体中-OH和-NH2侧链旋转。添加明确的溶剂分子和结构水分子。提供药效团约束作为指导对接的范围。
2输入文件的预处理 定义用于执行tethered docking的常见配体结构需要OpenBabel python绑定。排序、过滤或拆分配体文件以利于并行化。查找HTVS协议以优化计算时间。预先计算网格以减少后续计算时间。
3结果的后处理和分析 以表格形式总结结果。排序、筛选、合并或拆分结果文件。使用参考结构计算RMSD考虑内部对称性需要OpenBabel python绑定。
4结合模式预测 预测配体如何与给定分子结合。蛋白质的ASTEX非冗余测试集和RNA的DOCK和rDock测试集已用于验证rDock并将其与其他程序进行比较。
5HTVS 通过利用计算机的能力在短时间内运行数百万种化合物。易于在相对无限的CPU中并行化以优化HTVS运行时间。DUD集已用于验证rDock并将其性能与其他参考对接程序进行比较。
二、rDock两种安装方法
自从2022年以来可以通过conda由bioconda源安装rDock到conda环境方式一如果安装不成功可以尝试编译安装方式二。 为了更好的适配系统运行建议采用后者方法安装。
安装方式一通过conda安装 建立conda环境笔者使用的python版本为3.12.2。
conda create -n rdock_env进入环境通过conda安装gcc
conda activate rdock_env
conda install gcc13 -c conda-forge
#以上不成功可以尝试
conda install conda-forge::libgcc-ng通过conda安装rdock
conda install acellera::rdock
#以上不成功可以尝试
conda install -c bioconda rdock安装方式二rDock编译安装
1. 安装前准备
rDock是作为源代码提供的所以必须在使用它之前编译二进制文件。rDock主要是在Linux操作系统上开发的最近使用的是在openSuSE 11.3下的GNU g编译器。几乎不需要修改这些代码可以在其他Linux发行版下编译和运行。 截至2013年11月它已经在32位和64位系统架构的最新Ubuntu和openSuSE版本中进行了测试并且可以在不修改任何代码的情况下编译。
安装需要的包 在安装之前请确保您的计算机上安装了以下软件包。
sudo apt update
sudo apt install gcc g make git libcppunit-dev csh build-essential2. 下载安装包及安装
下载最新版的rDock安装步骤如下(/path/to/install/rDock)
git clone https://github.com/CBDD/rDock.git
cd rDock
make
make test
make PREFIX/path/to/install/rDock install3. 设置环境变量并生效
打开 ~/.bashrc, 添加以下内容:
export RBT_ROOT/path/to/install/rDock
export PATH$RBT_ROOT/bin:$PATH
export LD_LIBRARY_PATH$RBT_ROOT/lib:$LD_LIBRARY_PATH运行source ~/.bashrc使环境变量生效。
三、 rDock使用流程
rDock 的基本对接步骤包括3步定义对接体系、产生对接位点和分子对接。
Step 1. 通过prm文件定义对接体系
以下是ASTEX数据集的.prm文件示例
RBT_PARAMETER_FILE_V1.00
TITLE 1sj0_ASTEXRECEPTOR_FILE 1sj0_rdock.mol2
RECEPTOR_FLEX 3.0##################################################################
### CAVITY DEFINITION: REFERENCE LIGAND METHOD
##################################################################
SECTION MAPPERSITE_MAPPER RbtLigandSiteMapperREF_MOL 1sj0_ligand.sdRADIUS 6.0SMALL_SPHERE 1.0MIN_VOLUME 100MAX_CAVITIES 1VOL_INCR 0.0GRIDSTEP 0.5
END_SECTION################################################################
# CAVITY DEFINITION: TWO SPHERES METHOD
################################################################
#SECTION MAPPER
# SITE_MAPPER RbtSphereSiteMapper
##HETATM 2815 O HOH 756 37.266 -20.992 -4.910 0.90 24.86 1CSE2940
# CENTER (7.185,8.250,22.649)
# RADIUS 15.0
# SMALL_SPHERE 1.5
# LARGE_SPHERE 6.0
# MAX_CAVITIES 1
#END_SECTION#################################
#CAVITY RESTRAINT PENALTY
#################################
SECTION CAVITYSCORING_FUNCTION RbtCavityGridSFWEIGHT 1.0
END_SECTION#################################
## PHARMACOPHORIC RESTRAINTS
#################################
#SECTION PHARMA
# SCORING_FUNCTION RbtPharmaSF
# WEIGHT 1.0
# CONSTRAINTS_FILE pharma_cdk2.const
# OPTIONAL_FILE optional.const
# NOPT 3
# WRITE_ERRORS TRUE
#END_SECTION将以上内容保存为.prm文件受体结构mol 2文件为1sj0_rdock.mol2结合位点配体文件为1sj0_ligand.sd。 注意事项 必须对受体“.mol2”文件进行质子化、加电荷。选择什么样的软件来处理取决于用户。作为建议通常使用MOE或者Maestro。
Step 2. 产生对接位点
以上文件准备就绪rbcavity命令将可用于生成对接空腔
rbcavity -W -d -r PRMFILE使用-d参数将生成网格“.grd”文件。该文件可以在pymol中查看
pymolRECEPTOR. mol 2LIGAND.sdGRID.grd在命令行输入以下
isomesh cavity, GRID.grd, 0.99Step 3. 分子对接
定义并生成空腔后可以使用以下命令直接运行对每个配体运行50次的rDock 注意事项 “.prm”文件、受体、参比配体和“.as”腔体文件必须位于工作目录中或由环境变量“RBT_HOME”指向的文件夹。
rbdock -i INPUT.sd -o OUTPUT -r PRMFILE -p dock.prm -n 50总结
本文介绍了rDock的两种安装方式及使用流程为开始使用rDock的朋友提供参考以及快速入门指导。 后续系列文章将结合案例详细介绍rDock使用。 欢迎感兴趣的朋友留言讨论批评指正。
参考资料
https://rdock.github.io/https://rdock.github.io/documentation/ 欢迎浏览我的CSND博客 Blockbuater_drug …点击进入
