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抗原-抗体对接

73 人使用过此工具

基于深度学习算法的抗原-抗体复合物三维结构预测工具,根据三维结构提供界面接触残基信息及能量贡献,为CDR优化等提供线索。

分类 : 生物大分子

  • 详细介绍
  • 实验案例
  • 客户评价

抗原-抗体的复合物三维结构预测,对于抗体优化、疫苗设计等均具有十分重要的价值。抗原-抗体的结合具有明显的三维空间特征,我们采用深度学习算法特别训练了专门针对抗原-抗体复合物结构进行预测的分子对接工具。

(1) 全局对接:可根据用户上传抗体蛋白质和抗原蛋白质的三维PDB结构文件,预测并输出最佳的10个复合物结构,并给出初步的对接结合模式分析和结构显示。(2) 指定位点对接:如果用户有部分实验信息,可加入结合位点残基信息,进行局部分子对接;指定结合残基的对接准确性比全局对接更高。

输入:抗体蛋白质PDB结构文件,抗原蛋白质PDB结构文件,位点信息(可选)

输出:最佳的10个复合物结构,打分文件

 

其中抗体蛋白PDB结构文件、抗原蛋白PDB结构文件可从PDB库(https://www.rcsb.org/)检索并下载获得;若蛋白质仅有序列,可联系我们进行蛋白质结构的同源建模(info@pumeirui.com)。

 

每次对接实验耗费500点数,时间周期2-4小时左右。

Spike蛋白(S蛋白)是SARS-CoV-2病毒表面的棘突蛋白,其Receptor Binding Domain (RBD)负责结合ACE2受体,在病毒进入细胞过程中发挥关键作用;有报道表明从人体分离出的抗体CR3022可RBD紧密结合,破坏S蛋白与ACE2的结合[1]。本实例以S蛋白为抗原,CR3022 为抗体PDB ID6w41)进行对接说明,具体步骤如下所示。

第一步:进入界面开始运行。

第二步:输入任务名称。


第三步:上传抗原抗体文件;本实例使用抗原文件为antigaen.pdb,抗体文件为antibody.pdb


第四步:设置可选项,不设置则为默认值;本实例中采用了全局对接,这里不选择约束位点。若用户有实验信息,了解哪些残基对结合比较重要,可以考虑选为约束位点残基,进行约束对接。抗体蛋白默认旋转角度为15°;默认以聚类截断值进行聚类分析,如用户有特殊要求也可在旋转角度或聚类截断值中自行更改搜索旋转角度或聚类分析标准;本实例对接均采用默认值,因此不额外设置可选项。


第五步:阅读免责说明后提交。

第六步:确认提交参数;如需修改点击“再想想”,确认无误后点击“确定”。各项参数一经提交无法修改,任务也无法终止取消,请仔细核对。

结果输出:根据用户上传的抗原蛋白质和抗体蛋白质的三维PDB结构文件,预测并输出最佳的10个复合物结构,并给出初步的对接结合模式分析和结构显示。

第一步:查看结果。


第二步:查看结果报告

第三步:查看、下载报告

第四步:结果分析。

表中显示各个复合构象的编号及其对应的AI打分、能量打分和RMSD值。AI打分和能量打分越低则复合蛋白结构越稳定;RMSD值仅在复原对接时具有参考意义,RMSD值越小则复原度越高。


第五步:在线查看分子视图;如图所示,原抗原、抗体文件和对接输出构象都可通过勾选显示。图中显示了原抗原结构(S蛋白)、原抗体结构(CR3022)以及分子对接得到的TOP1抗体构象。在对接中保持抗原蛋白坐标不变,搜寻最佳抗体结合构象。由图可见,对接得到的TOP1抗体构象与原晶体结构中抗体构象十分相似,叠合度非常高,可见分子对接可以有效复原该复合物的晶体结构。


第六步:分别查看各复合模型中抗原与抗体接触残基对的能量贡献;10个表分别对应10model: Model1~Model10中抗原与抗体接触残基对的能量贡献。如图,表一为Model1中抗原与抗体残基对相互作用能分析表,残基对相互作用能贡献越低,则提示这些界面接触残基对于抗原蛋白与抗体蛋白的复合物形成具有较为关键的作用。如本实例Model1中抗原蛋白残基LYS386与抗体蛋白残基ASP101相互作用能为-23.77 kcal/mol,则认为此残基对复合物蛋白的形成十分重要。


下载文件包说明

1. 子文件夹files包含此次对接所用pdb文件和输出的结果构象文件,说明如下:

1rep.pdb—用于分子对接的抗原蛋白文件;

2lig.pdb—用于分子对接的抗体蛋白文件;

3TopL1.pdb ~ TopL10.pdb—分子对接预测的排名前十的抗体构象;

4TopLall.pdb—分子对接预测的排名前十的抗体构象合集;

5minL1.pdb ~ minL10.pdb—排名前十的抗体构象优化后的结构文件;

6minR1.pdb ~ minR10.pdb—排名前十的抗原构象优化后的结构文件;

2. 子文件夹images”包含此次对接所生成的图片:

1complex_img.png—排名前十的构象与抗原蛋白结合模式图;

2model1.png ~ model10.png—分别对应输出的10个构象与抗原蛋白的结合模式图;

3model1-residue.png ~ model10-residue.png:分别对应输出的10个构象与抗原蛋白残基对相互作用图;

3. report.pdf:此次对接生成的总结报告文件

参考文献

[1] Yuan M, Wu NC, Zhu X, Lee CD, So RTY, Lv H, Mok CKP, Wilson IA. A highly conserved cryptic epitope in the receptor binding domains of SARS-CoV-2 and SARS-CoV. Science. 2020 May 8;368(6491):630-633. 



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