蛋白质组学/蛋白质 - 蛋白质相互作用/相互作用类型
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本节
分子对接是一种用于研究分子结合以及分子如何结合的技术。“对接”一词主要与蛋白质分子相互作用有关。蛋白质相互作用存在几种类型的分子对接
- 如果蛋白质与配体相互作用：蛋白质-配体相互作用
- 如果蛋白质与另一种蛋白质相互作用：蛋白质-蛋白质相互作用
- 如果蛋白质与 DNA 结合：蛋白质-DNA 相互作用
在所有这些蛋白质配体相互作用技术中，蛋白质配体相互作用技术是最广泛使用的技术。
优点：对接带来的主要优点之一是它允许研究人员快速筛选大型潜在药物数据库，而传统的药物发现程序则需要在实验室中进行繁琐且漫长的工作。
我们开始对接搜索的首先是目标蛋白质的序列。然后，我们从合适的数据库中搜索配体序列。这两个组成部分是对接方法的输入。分子对接有两个基本组成部分
搜索算法找到由评分函数测量的最佳对接姿势。由于不可能进行穷举搜索，大多数对接工具都采用最灵活的配体。有多种方法可以对搜索空间进行采样。
一些例子是[1]
- 使用粗粒度分子动力学模拟来提出能量上合理的姿势
- 使用相同蛋白质确定的多个结构的“线性组合”来模拟受体柔性
- 使用遗传算法来“进化”新的姿势，这些姿势越来越有可能代表有利的结合相互作用。
评分函数区分正确（实验验证）的对接姿势和错误的对接姿势。它估计配体和受体之间的结合亲和力。为了检查生成的姿势是否稳定，我们使用了几种物理理论，例如吉布斯自由能。较低的吉布斯自由能确认稳定的构象，而不是高能量，高能量表示不稳定的复合物。评分函数的另一种方法是从大型蛋白质数据库中建立构象关系（基于统计分析），然后评估姿势的稳定性和适应性。使用数据库技术进行对接功能的主要问题之一是假阳性率增加。
蛋白质-蛋白质相互作用发生在两个大小相似的蛋白质之间。两个分子之间的界面往往比蛋白质-配体相互作用中的界面更平坦、更光滑。蛋白质-蛋白质相互作用通常更刚性；这些相互作用的界面没有能力改变其构象以改善结合和缓解运动。构象变化受空间限制，因此被称为刚性。
也称为分子对接技术，蛋白质受体-配体对接用于检查蛋白质与小分子（如配体）相互作用时的结构、位置和方向。蛋白质受体-配体基序紧密地结合在一起，通常被称为锁和钥匙机制。这些界面具有高度特异性和诱导契合，随着刚性的增加，特异性也增加。蛋白质受体-配体可以具有刚性配体和柔性受体，或者具有柔性配体和刚性受体。
刚性配体柔性受体的天然结构通常最大化分子之间的界面面积。它们在垂直于界面方向上相互运动。这允许受体与比通常更大的配体结合。通常，当对接界面中存在配体重叠时，会产生能量损失。如果范德华力可以减少，系统中的能量损失将最小化。这可以通过允许受体具有柔性来实现。柔性受体允许对接比刚性受体允许的更大的配体……
当配体和受体之间的契合不需要诱导时，受体可以保持其刚性，同时保持系统的自由能。为了成功对接，配体的参数需要保持不变，并且配体的大小必须略小于受体界面的大小。然而，没有对接是完全刚性的；存在内在的运动，允许配体结合进行微小的构象适应。当考虑蛋白质运动的六个自由度（三个旋转，三个平移）时，受体允许的固有柔性量甚至更大。这进一步抵消了受体和配体之间的任何能量损失，从而允许两者之间更容易、更能量上有利的结合。
搜索空间包括所有可能的构象和构型。在目前的计算资源下，不可能穷举搜索所有可能的姿势（姿势是在坐标系中给出分子构象构型的名称）。不用说，每一次对接模拟都是准确性和速度之间的权衡，一个好的对接工具有望在两者之间保持一个合理的平衡。另见蛋白质-蛋白质相互作用网络可视化和相互作用和对接的预测方法。
1.^ "对接 (分子)." 维基百科，自由的百科全书。 维基媒体基金会，Inc。2007年4月9日 <http://en.wikipedia.org/wiki/Docking_(molecular)>。