Molekulární docking a design léčiv – predikce komplexu léčiva
Donepezil s acetylcholin esterasou
1. Identifikace vazebných míst v receptoru a jejich druggability
 nalezněte potenciální vazebná místa ve struktuře Acetylcholin esterasy (1EA5) v databázi
DrugEBIlity
 při rozhodování berte v potaz zejména konsenzuální předpověď (ensemble)
 stáhněte výsledky ve formátu PDB (jako druggebility.pdb), budete je potřebovat při
řešení úkolu v 3. sekci
 zobrazte potenciální vazebné místa v PyMOLu a ověřte které z nich obsahuje
katalytická residua s pomocí databáze CSA
2. Příprava struktury ligandu Donepezilu
 připravte strukturu ligandu pomoci konvertoru CORINA
 stáhněte 3D strukturu ve formátu PDB (pojmenujte donepezil.pdb)
3. Příprava komplexu molekulárním dockováním s programem AutoDock Vina
 příprava receptoru k dockování
 načtěte strukturu acetylcholin esterasy (1EA5) do Pymolu
 odstraňte molekuly vod: Action -> remove waters
 vyberte a odstraňte molekuly N-acetyl-D-glucosaminu – residua NAG: Action -> remove
atoms
 v záložce Receptor pluginu Autodock Vina generujte receptor pro položku 1EA5
 příprava ligandu
 načtěte strukturu ligandu (donepezil.pdb) do Pymolu
 v záložce Ligands pluginu Autodock Vina
 aktualizujte selekce: Import selections
 generujte ligand pro položku donepezil
 výběr relevantního regionu (tj. obsahující druggable vazebné místo)
 načtěte soubor druggebility.pdb
 vyberte druggable site (identifikované místa jsou reprezentovány residui SPH)
 modifikujte selekci tak, aby obsahovala residua v okolí 4 Å od vybraného místa: Action >
modify -> around -> resiudes within 4 Å
 v záložce Grid Settings pluginu Autodock Vina
 vyberte - Calculate Grid Center by Selection, je třeba použít ENTER
 upravte rozměry boxu, tak aby zahrnoval celé druggable site (vybrané residuum
SPH) – sekce Parameters – X,Y,Z-points např. (60, 60, 90)
 proveďte samotný výpočet molekulového dockování
 v záložce Docking pluginu Autodock Vina vyberte správný receptor a ligand
 nastavte počet predikovaných vazebných módů (# Poses) na 5
 run vina
 analyzujte výsledky molekulového dockování
 v záložce View poses pluginu Autodock Vina načtěte soubor s výsledky
(donepezil.1ea5.docked.pdbqt): load -> Show all
 v záložce Score/rank pluginu Autodock Vina je pro jednotlivé vazebné mody uvedena
predikovaná volná energie
 jaká residua jsou v kontaktu s nejlepším vazebným módem?
 jaká je jeho vazebná energie?
4. Porovnání predikované struktury komplexu s experimentem
 porovnejte predikovaný vazebný mód s experimentální strukturou komplexu (PDB-ID 1EVE)
 jak moc se vazebné módy liší? (Donepezil – residuum E20)
 volitelně - zobrazte si pro elektronovou hustotu ligandu z EDS databáze
 PDB-ID 1EVE, Download Maps, formát mapy: CCP4; typ: 2mFo-DFc
 rozbalte (např. 7-zip) a přejmenujte CCP4 mapu 1eve.ccp4 → 1eve_map.ccp4
 vytvořte selekci sele obsahující residuum E20 a zobrazte jeho elektronovou
hustotu příkazem: isomesh ed, 1eve_map, 1.0, sele, carve=1.6
 porovnejte predikovanou vazebnou energii s experimentálně stanovenou hodnotou
z databáze BindingDB
 např.: Compound -> Name -> Donepezil
 jak moc se energie liší?
Jako e-learningová podpora ke cvičení je k dispozici videotutorial popisující tento protokol:
http://loschmidt.chemi.muni.cz/sbiol/videos/cv08/08_dokovani/08_dokovani.html