求助非天然三聚体模拟如何进行

haodon

这是老师安排给我的任务，做了一个学期感觉越做越迷茫，希望大家帮我参考一下，也希望大家能从审稿人的角度帮我看看这个流程行不行：

核心研究对象：由功能蛋白 A、功能蛋白 B、双结合域介导分子 C（类似protacs）组成的三聚体复合物，C 为双功能接头分子，可同时结合 A 与 B，拉近二者并介导 A 对 B 的位点选择性修饰；实验已证实 B 存在多个修饰位点，且 A 对不同位点的修饰效率存在显著差异。
然后关于构象建模：
A与B天然不结合，A-C有，B-C有。先基于C构建{A【结合域】+C+B}的基底，自己写了一个脚本用A的催化域与B的特定位点对接，然后同源建模补全A。

- 三元复合物组装时序与招募机制建模
模拟介导分子 C 与蛋白 A、蛋白 B 的优先结合顺序，明确 C 先结合单一蛋白的热力学与动力学偏好；
建模 C 与其中一个蛋白形成预复合物后，定向招募另一蛋白的分子识别、空间对接与构象适配机制；
解析完整三聚体的稳定构象，明确组装过程中各组分的构象变化规律。

- 复合物结合能量与解离机制建模
计算天然状态下蛋白 A 与蛋白 B 的结合能，阐明二者无法自发结合的核心能量壁垒；
鉴定 C 介导 A-B 结合的主导能量类型，量化各能量项对复合物稳定的贡献；
开展反证模拟：移除介导分子 C 后，分析 A-B 复合物的解离趋势与能量变化，验证 C 对维持复合物组装的必要性。

- 蛋白间分子相互作用精准建模
解析三聚体中 A 与 B 之间的特异性分子相互作用，包括氢键、盐桥、疏水作用、π-π 堆积等；
模拟 A 的催化结构域与 B 的修饰位点之间的空间可及性、构象匹配度，明确催化发生的空间前提；
对比 B 不同修饰位点的局部微环境差异，包括电荷分布、溶剂可及性、空间位阻等。

- 计算能量与实验结果关联建模（模拟结果和实验结果完全对不上）
采用 MMPBSA 结合自由能计算方法，量化 B 各修饰位点对应的结合自由能与能量分解项；
建立MMPBSA 计算能量与实验测得的位点选择性修饰效率之间的定量对应关系；
解析能量贡献差异与 A 对不同位点修饰效率差异的内在关联。

- 介导分子的催化机制建模（完全没思路）
建模 C 对蛋白 A 的构象调控作用，验证 C 诱导 A 从自抑制闭合构象转为催化活性开放构象的机制；
模拟 C 作为分子催化剂，降低 A 催化 B 修饰反应能垒的分子机理；
量化 C 对反应能垒的降低幅度，明确其催化作用的核心贡献。

student0618

A. 目的是什么？有多少时间和资源？

A1. 目的
要带出来的science故事、用到的假设等。先用一句话说出来，这很影响后续要作什么模拟和分析的。

• 是要sell 那个新颖超好用的protac类蛋白？
• 是要sell新发现的机理？
• 还是在做前期工作阶段帮忙找最合适的sequence？
  

A2. 时间和资源
楼主提的5个方向都是可大可小的，哪个更重要？一个方向可用多少时间资源？
有哪些方向可以合并？哪些可以基于同一组模拟数据、哪些要补其他方法？

而且，真要有结果的时候，快的方法当prelim或后备方案、慢的方法沖impact及精度。


B. 楼主的5个研究方向

B1.

三元复合物组装时序与招募机制建模

• 快的方法可以是考察稳定的Intermediate、PCA看不同结合如何影响conformation变化。
• 慢的就是用很Advanced 的方法如Markov state model了。
  

B2.

复合物结合能量与解离机制建模

“无法自发结合”这点很难验证的，应该说科学研究本身“不能发生”这点无法验证，只能说“按现有数据X比Y更有可能”。
模拟本来有scale上的限制，是简化过的。也不可能包括现实溶液中所有成分。
Argument只能说“A+B 结合较难 (例如某几个残基单个蛋白时conformation不利结合)，而C可以帮忙结合(例如稳定某conformation帮助结合)这点。

B3.

- 蛋白间分子相互作用精准建模

这个是标准的用可视化程序来看、用一些脚本/软件统计、或者例如用Interaction fingerprint分析。

B4.

计算能量与实验结果关联建模（模拟结果和实验结果完全对不上）

很多原因的，例如binding mode是否正确、sample size、力场、MMPBSA本来的限制。
解决问题的方向也有快的有慢的：

• 快的是用现有轨迹看能量以外的事，例如看Contact number、hbond；PCA看看结合前后的conformation变化等。
• 慢的就是增强采样方法，例如考察Unbound in solvent vs bounded complex 的free energy landscape。
  

B5.

介导分子的催化机制建模（完全没思路）

要看楼主有多少时间，也是有快的方法，有慢的方法。不同方法要假设的都不同。

• 快的是例如分开模拟考察B2我提的几点。
• 慢的就是用Enhanced sampling及不同专门考察完整long timescale机制的方法。
  

C. 一点审稿的心得
我帮老板审的第一篇文章就要建议他拒稿，不是因为压力大想拒几篇看看，而是因为文章作者混用了gaff和charmm36力场。其实该文章的叙事逻辑很完整，内容丰富，图文清晰易明。很可惜犯了这个很低级的错误。
开始前要确定最基础的方法正确，不然花再多心力也是浪费时间。