DNA错配建模过程分享

zhouchen

大家好，我最近需要一个(5′-CGCGAAACGCG-3′）的DNA模型，其中包含3个AAA错配的碱基对，一共11-base-pair。进行gmx MD模拟。我进行了一系列尝试，现分享出来一起交流。

首先，我尝试通过文献（各种引用被引用文献）寻找到PDB ID但是目前应该是没有现成的结构。

随后尝试自己建模，在 http://sobereva.com/43 以及 http://sobereva.com/692 中找到了几种建模的方法。但是都是基于规范DNA结构。仅有Gabedit支持错配建模（图1），设置好序列后，在gmx中生成top文件，但是报错（图2），原因可能有：Gabedit生成的pdb格式问题（两条链之间缺少“TER”导致gmx读取的时候判断只有一条链），残基中原子名与力场文件中原子名不对应等。

所以只能先建模规范DNA，然后手动将3个AT碱基对改为AA错配。先尝试了Avogadro生成的pdb结构，出现残基中原子名与力场文件中原子名不对应（HTER，OXT等），一个个寻找更改原子名太繁琐，换了一种建模方式：http://www.scfbio-iitd.res.in/software/drugdesign/bdna.jsp#，该网站生成的pdb结构与gmx可以很好的适配。

使用该网站得到的规范DNA结构后，我们把3个AT碱基对单独拿出来，在Gaussian view中手动“错配”为AA（图3，图4）。然后从gaussian 中导出的pdb的缺少原子名，根据与之配对的碱基在vesta中一个一个命名，对应一下结构，插入整体文件中，就可以得到需要的错配模型（图 5），并且可以适配gmx。其中，改变了ATOM后面的原子序号会导致整体结构出问题。

以上就是模型的建立过程，不足之处请多指正。

后续，我们打算将小分子与该DNA模型进行docking。

zhouchen

在利用手搓的错配结构进行gmx MD 时，经过能量最小化后结构会散架，由于我的MD经验不足，暂无法解决，推测散架是因为结构原因，所以换了一个建模错配DNA的方式。
http://web.x3dna.org/,研究的过程中，发现了这个网站，用它进行规范DNA建模，然后点击“[Use this structure for mutation]”，选择想要突变的碱基，就可以得到想要的错配DNA的pdb文件。在生成top文件之前，需要将pdb中，两个5‘端的P，O，O删除，因为力场文件无法识别。（我不太清楚删除P，O，O这一步对不对，我认为网站建模没有识别出5’端，而是把端碱基当作中间碱基，所以需要手动删除P，O，O。）进行MD后，DNA结构都是完整的。（也证实了前面的结构散架确实因为初始结构的原因）