关于配体随机分布在盒子里研究其与蛋白质的相关问题

hutaonilu

各位大佬好，我想请教一个问题，我们老师希望我能利用GROMACS做一个配体随机分布在盒子里，研究配体和蛋白质的相互作用机理，不使用分子对接方法获得复合物文件。但一方面我不太清楚使用什么指令去随机让配体出现在盒子里，另一方面是随机分布导致的数据偶然性很大，我无法说明这个结果是否可靠。想请教大佬们该如何去下手这个问题。

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packmol/先做 看到事实再说

student0618

gmx insert-molecules

问清楚老师的目的，这做法大概率是要sample binding pathway，看system内容有机会要用enhanced sampling方法。

hutaonilu

student0618 发表于 2025-5-11 11:56
gmx insert-molecules

问清楚老师的目的，这做法大概率是要sample binding pathway，看system内容有机会 ...

老师是想让我模拟在人体环境下，蛋白酶和小分子的相互作用原理，因为这个工作（同样的蛋白质和配体））前几届的一个师兄使用分子对接autodock做过了，所以希望我使用GROMACS进行进一步分析。但老师了解GROMACS分析原理后，希望换个思路，不用分子对接得到的复合物文件进行MD模拟，而是让溶剂盒子里随机添加配体，探究配体在有蛋白质的溶剂盒子里是怎么样的，然后通过MD的数据分析结合位点、结合作用方式等，给出动态分析的数据结果。
目前我的进展是将蛋白质文件（PDB网站））和配体文件（自己建模然后通过sobtop获得格式文件）分别获取后，直接用教程的方法（txt插入小分子的方式）获得的复合物文件。但是带来的问题是，为什么选择配体和蛋白质的复合物文件是长这样的呢？如果换个位置是否还是相似的结果呢？所以我希望能做到让配体随机分布在盒子里，使得得出的结果具有说服力。
感谢大师解答，也欢迎且希望各位大师指正

student0618

感觉是普遍实验组老师的看法。

口袋是已知的吗？目的是例如refine binding pose with flexible receptor, observe energy contribution via per-residue energy decomposition的话，一般docking+短MD+MM/PBSA，通常足以了解结合位点的信息。如果有位点相关的实验数据就很完整的研究了。

如果目的是结合过程，例如看in-pathway residues有哪些的话就比较複杂了。看体系是甚么，尤其是buried 的pocket更有挑战性，用Conventional MD很难在短时间内模拟整个过程的，更难有sufficient sampling for free energy calculation。用于这目的的方法有很多，方向都不同，就不详述了。因爲目前看楼主所说的目的未必需要用这些方法。

hutaonilu

student0618 发表于 2025-5-13 11:54
感觉是普遍实验组老师的看法。

口袋是已知的吗？目的是例如refine binding pose with flexible receptor ...

结合位点（应该就是大佬说的口袋）是已知的，且先前docking研究已经表明，结合位点即有在活性位点处也有在。目前的做法就是打算100ns的MD+MM/PBSA进行分析，主要是研究在溶剂体系下，配体和蛋白质有一段距离的情况下，模拟中配体会跑到蛋白质的哪个位置，与哪个位置发生什么作用，这个作用如何影响蛋白质的活性，应该是和大佬说的“refine binding pose with flexible receptor, observe energy contribution via per-residue energy decomposition”差不多意思。

student0618

MMPBSA需要已经在口袋里的模拟，一般是以docking结果为初猜。

有一定距离要他自己跑进去Degree of freedom太大了，cMD短时间很难overcome local minima或bottleneck的barrier，真要做很多时候不是要跑很长就是要用增强采样。

hutaonilu

student0618 发表于 2025-5-13 13:32
MMPBSA需要已经在口袋里的模拟，一般是以docking结果为初猜。

有一定距离要他自己跑进去Degree of freed ...

好的谢谢大佬