演讲者

肯·博雷利博士
高级首席科学家，Schrödinger

摘要

基于冷冻电子显微镜生成的数据构建蛋白质-配体相互作用的精确原子模型，往往是一项具有挑战性的任务，这主要是由于实验中的噪声与蛋白质-配体结合的动态性质共同作用所致。为解决这一问题，我们开发了将成熟的计算建模技术与电子显微镜映射势相结合的方法，从而构建出更精确且经过更充分验证的蛋白质-配体结合结构模型。

本文报告了将OPLS3e力场与VSGB2.1隐式溶剂化模型整合到广受欢迎的Phenix软件包中，用于实空间和倒空间模型精修。 随着冷冻电子显微镜分辨率革命的到来，低分辨率原子精修变得越来越普遍。由于简单的约束条件可能导致配体应变或蛋白质-配体相互作用产生不合理的结构，复杂的力场有助于通过避免此类情况来辅助精修。我们的结果表明，在X射线精修中，低分辨率下的结构质量显著提高，配体应变减少，而R因子仅略有增加。 对于基于冷冻电镜结构的实空间精修，我们发现所得结构的质量和拟合优度相当，且配体应变有所降低。此外，我们明确展示了结构质量如何与作为数据权重函数的映射-模型交叉相关性相关，以及它如何成为检测过拟合和欠拟合的有力工具，特别是当结合准确的配体能量时。  除了该工具本身，我们还将展示其在结构辅助药物发现项目中的应用，旨在通过识别链霉素类抗生素的修饰方案，以获得抗药性特征更优的化合物。

我们还将介绍对Glide 配体分子对接 软件所做的修改，使其能够将配体置入未建模的密度区域中。   将此功能与修改后的“together”版本结合使用，可针对多种配体类型，在不同分辨率范围内生成一个或多个既与实验数据又与计算模型相一致的构象。该流程已通过若干已发表的、分辨率范围各异且包含不同类型配体的复合物冷冻电镜结构进行了验证。在所有情况下，至少有一个被识别出的构象既与靶点 呈现出极佳的相互作用，又与密度图相吻合。

此外，我们将利用炼金术FEP计算，结合一系列同系化合物的亲和力，在蛋白质-配体原子细节仍存在一定不确定性的情况下，验证一种潜在的蛋白质配体构象结合位点 。这些工具对于稳健地鉴定和确认配体构象具有重要价值，从而为基于冷冻电镜的基于结构的药物设计 工作提供支持。