求助蛋白-DNA docking高分构象不满足反应条件时能否用MD聚类找亚稳态反应构象？

Dirac4π

分子动力学新手，有说的不对的地方请多包含！

先说一下背景：我在研究一个蛋白和DNA的相互作用,这个反应在实验上是被验证过的，就是说蛋白确实能和DNA发生这个反应。现在想通过计算的方法找到能促发这个反应的构象。

我先用AlphaFold3预测了蛋白结构,又用AF3去预测蛋白-DNA复合物的结构,换了很多不同的DNA底物（AI生成的和实验上验证过能反应的都试了),一共测了3000个左右,结果iPTM值普遍只有0.3-0.6,不算高。看了卢老师的讲义,里面提到AF3预测蛋白-配体复合物比较准,但没怎么提蛋白-DNA这种,所以我担心AF3给的这些复合物结构本身就不够准。

于是我又按照HADDOCK3官网的docking教程,用HADDOCK3重新做了一遍docking。结果发现：打分最高的那一批构象（大概前10%）,里面没有一个满足能触发反应的几何条件（比如说该离得近的关键原子没有离得足够近,或者角度不对,反应发生所必需的几何要求达不到)。但这个反应明明是实验上真实存在的,所以我理解不是"这个反应不会发生",而是"我现在这套方法没找到能让它发生的那个构象"。

我的想法是：会不会这个反应本来就是在一个不太稳定、占比很小的亚稳态构象下发生的？打分最高的构象只是能量上最稳定,但未必是反应真正发生的那个状态。所以我想：能不能挑一些docking打分不是最高、但几何上比较接近反应条件的构象,拿去跑分子动力学,然后对轨迹做聚类,看能不能在这些亚稳态里找到更接近反应条件的构象,再在这个基础上继续研究它的反应性?

想请教大家：

1. 这个"docking打分和真实反应性不一致"的情况常见吗？是不是本来就不能指望打分最高的构象等于反应活性构象？

2. 我这个"先挑接近反应几何的次优构象,再跑MD聚类找亚稳态"的思路,在方法上合理吗？有没有更标准的做法?

3. 除了亚稳态构象这个可能性之外,是不是也该怀疑一下docking或者AF3本身有没有找对结合模式？这两种可能性要怎么区分开?

刚接触分子动力学不久,可能有些地方想得不周全,请各位老师和同学多多指点，谢谢！

student0618

DNA可能的构象太多，而且要得到实验结构较难，可以用于训练的资料远比蛋白少，模型可信性自然较低。
有较多资料的标准A/B form 双螺旋、non- canonical 的 pairing如 G-quadruplex 、较冷门的三螺旋、RNA较多但单链DNA也可以有的pseudoknot、各种特别的pairing、各种mismatch。
作用时某Base 从螺旋跑开进蛋白、而隔壁还好好的在pair也会。
哪些残基有作用、特别Functional折叠模式的可能性 (如较多人考察的G-quadruplex) 是有方法先预测、或用实验来证明的。

如果重点是反应的部分，一个可能的Workaround是，只把已知有反应的DNA部分抽出、放到已知的反应位点模拟作个简化的模型考察。

要考察Overall蛋白-DNA结合的，使用Haddock 3等时指定结合位点的蛋白残基试试。