moe分子对接

公司简介

伯远生物是国家级专精特新小巨人企业，国家级重点实验室，牵头多项省部级重大专项，公司科研技术人员500+（硕博占比40%以上），作为功能基因研究综合性平台， 15年技术沉淀，每年完成功能基因研究数量50000+，长期服务课题组10000+（含协和、同济、华西、湘雅、中山、军事医学院等顶尖医学研究机构） ，各类仪器设备投资超1个亿

案例展示

我司案例

小分子和蛋白的分子对接服务：

表1. 对接自由能

图1. 对接结构（surface + Cartoon）示意图

背景说明

背景说明

蛋白质是机体关键的药物作用靶点，小分子化合物通过与靶蛋白特异性结合发挥生物学效应。常规体外湿实验仅能验证小分子宏观生物活性，无法直观反映二者原子层面的微观结合机制，且存在研发成本高、周期长的问题。小分子-蛋白分子对接作为常用计算机辅助分子模拟技术，依托蛋白三维结构，模拟生理环境下小分子与靶蛋白的识别结合过程，快速预测二者结合亲和力与结合模式，有效弥补传统实验的不足，为探究小分子与靶蛋白相互作用机制提供重要的计算分析手段。

分子对接（Molecular Docking，MD）基于分子识别理论，遵循空间结构互补与热力学能量最低原理，兼顾蛋白与小分子结合时的构象柔性变化，通过算法搜索小分子最优结合构象，结合打分函数评估结合自由能。分子对接可直观分析氢键、疏水作用等非共价作用力，定位关键结合氨基酸残基，从分子层面阐明小分子作用靶点的内在机制并提供可靠的理论支撑。

图2. 配体-蛋白质对接示意图（Ma Z et al., 2024）

服务流程

服务流程

客户在线下单——订单确认——小分子结构获取——蛋白三维结构获取——分子对接——结果分析

服务内容及说明

服务内容及说明

适用范围

分子对接（molecular docking）本质上是预测两个或多个分子之间的结合构象与结合能力的一类计算方法，适用于蛋白–小分子对接、蛋白–蛋白对接，需要靶点结构已知以及相互作用主要由非共价键驱动这两个核心前提。

技术优势

（1）无需昂贵实验耗材，可在短时间内完成上万种化合物同步筛选；

（2）能够从原子层面直观解析药物结合机制，弥补体外实验无法观测微观分子相互作用的短板；

（3）提前预判化合物脱靶风险，大幅降低药物研发后期失败概率。

客户下单及项目信息填写

在我司官网http://www.biorun.com/进行注册或登录，请客户按照页面提示填写：

1、项目名称、选择项目类型、填写个人信息及联系方式进行预提交；

2、提交项目所需要的具体信息：小分子信息和蛋白序列信息

实验信息

实验过程中客户可以随时登入管理系统查看项目实时进展情况。实验结题时系统会通过短信自动通知客户，并发送实验报告查看网址。实验结题后，实验报告、检测结果可在线查看或打印，并永久保留。

实验周期

致电详询

实验交付内容

分子对接详细实验报告及结果分析

MOE分子对接完整教程
MOE（MolecularOperatingEnvironment）是一款功能强大的商业分子模拟软件，集分子建模、对接、虚拟筛选和动力学模拟于一体，特别适合蛋白-小分子/多肽/核酸对接研究。以下是详细操作流程：
一、软件安装与准备
1.获取MOE
官网：https://www.chemcomp.com/
需机构授权（高校/研究所通常有license）
支持Windows/Linux/Mac
2.准备文件
受体蛋白：从PDB下载.pdb文件（如新冠病毒RNA聚合酶PDBID:7BV2）
配体小分子：从DrugBank/PubChem下载.mol2或.sdf文件
二、蛋白预处理（QuickPrep）
1.打开蛋白结构
File→Open→选择.pdb文件→OK
2.清理结构
删除不必要链：SEQ面板→选中B链（或其他非目标链）→右键Delete
删除水分子、离子、辅因子：选中后右键删除
3.快速预处理
右侧面板点击QuickPrep
自动完成：
补全缺失侧链
moe分子对接加氢
质子化状态优化（默认pH7.4）
能量最小化
保存为.moe文件
三、配体小分子预处理
1.导入小分子
File→Open→选择.mol2或.sdf文件
2.质子化状态计算
Compute→Prepare→Protomers
设置pH（如7.5，参考实验条件）
选择占比最高的质子化状态（如98.5%）
3.能量优化
Compute→Molecule→Wash（清洗结构）
Compute→Molecule→EnergyMinimize
力场选择：MMFF94x或Amber12:EHT
四、设置对接位点（活性口袋）
方法1：基于已知配体
若蛋白结构中有共晶配体：
Compute→Dock→Site→选择LigandAtoms
设置距离配体4.5Å范围内的氨基酸为对接口袋
方法2：手动定义
在3D窗口中选中活性位点残基
Site→CreateSitefromSelection
方法3：预测口袋
Compute→SiteFinder→自动预测潜在结合口袋
五、运行分子对接
1.打开对接界面
Compute→Dock→弹出对接设置窗口
2.参数设置
参数推荐值说明
PlacementTriangleMatcher放置算法（默认）moe分子对接
RefinementRigidReceptor/InducedFit刚性受体或诱导契合
ScoreGBVI/WSAdG打分函数（推荐）
Poses30/5生成30个构象，保留前5个
Receptor蛋白文件（.moe）受体结构
Ligand.sdf文件配体库（可批量）
3.输出设置
Output→设置输出路径和文件名（如docking_result.mdb）
4.开始对接
点击底部Run→等待完成（通常3–10分钟，取决于体系大小）
六、结果分析与可视化
1.查看对接结果
对接完成后自动生成.mdb文件（包含多个poses）
File→Browse→打开.mdb文件→查看各poses的打分（Sscore）
2.选择最佳构象
按Sscore排序（越低越好，负值越大结合越强）
通常选择Top1–3poses进行后续分析
3.分析相互作用
右侧面板Ligand→LigandInteractions
查看：
氢键（H-bond）
疏水作用（Hydrophobic）
π-π堆积
盐桥（Saltbridge）
4.导出结果
File→Save→导出为.pdb或.mol2用于发表图片或其他软件分析
七、虚拟筛选（批量对接）
1.建立小分子数据库
File→NewDatabase→输入数据库名称
File→Import→导入.sdf文件（可批量）
2.小分子预处理
Compute→Molecule→Wash
Compute→Molecule→EnergyMinimize
3.批量对接
将蛋白文件拖入主窗口
Dock→选择pocket.ph4文件→Run
输出为.mdb数据库
4.筛选高分化合物
Compute→Fingerprint→Calculate
Compute→Fingerprint→Search→设置相似度阈值（如>60%）
保存筛选结果
八、对接后分子动力学（MD）
1.导入复合物
File→Open→选择对接后的.pdb文件
2.加溶剂
Edit→Solvate
设置：
Shape:Box
Salt:NaCl
Margin:cutoff/2+1（如cutoff=10→Margin=6）
3.能量最小化
Compute→EnergyMinimize
力场：Amber12:EHT
取消对水的约束
4.动力学模拟
Compute→Simulations→Dynamics
设置：
moe分子对接加热阶段：100ps
NVT平衡：200ps
NPT平衡：1–10ns
Constraints:All-bonds
5.结果分析
RMSD、Rg、SASA、氢键数量等
Compute→Analysis→选择相应指标
九、常见问题与优化
问题解决方案
问题解决方案
对接失败/报错检查蛋白/配体文件格式；确保路径无中文
结合能异常检查质子化状态；尝试不同打分函数（如LondondG）
配体未进入口袋重新定义Site；增大对接盒子尺寸
结果不稳定增加poses数量；进行MD验证
十、MOEvsAutoDockVina对比
特性MOEAutoDockVina
费用商业授权免费开源
界面图形化，易操作需命令行+ADT
打分函数GBVI/WSAdG（更精准）Vinascore
批量筛选内置数据库管理需脚本
MD集成一键对接+MD需外部软件
适用场景发表级研究、药物设计教学、快速测试
针对小分子-核酸对接体系，MOE需要调整以下特殊参数以提高预测准确性：
一、核酸预处理特殊设置
1.力场选择
核酸带强负电且柔性高，需选用适合核酸的力场：
力场适用性推荐场景
Amber12:EHT✅✅强烈推荐核酸体系首选，电荷处理更准确
MMFF94x✅可用通用力场，但对核酸电荷可能不够精确
CHARMM36✅可用核酸专用力场，需MOE支持
操作：
Compute→Energy→Minimize→力场选择Amber12:EHT
2.质子化与电荷处理
核酸磷酸骨架带负电，需特别注意：
磷酸基团：确保去质子化（带-1电荷）
碱基质子化：
腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）：中性
胞嘧啶（C）：在低pH下可能质子化（N3位）
尿嘧啶/胸腺嘧啶（U/T）：中性
操作：
Compute→Prepare→Protomers→设置pH（如7.4）
手动检查磷酸基团电荷（应为-1）
3.离子中和
核酸体系需添加抗衡离子（Na⁺/Mg²⁺）中和电荷：
Edit→AddIons→选择Na⁺或Mg²⁺
数量=核酸磷酸基团数（确保总电荷为0）
二、结合位点（Site）定义
1.已知结合位点
若有共晶配体或已知结合残基：
Compute→Dock→Site→选择LigandAtoms或Residues
距离设置：5–6Å（核酸结合位点通常较浅）
2.未知结合位点
moe分子对接全局搜索：
Compute→SiteFinder→预测多个潜在口袋
选择评分最高的2–3个位点分别对接
手动定义：
核酸的小分子结合位点通常在：
大沟（Majorgroove）
小沟（Minorgroove）
G-四链体平面
髮夾环（Hairpinloop）
三、对接参数优化
1.放置算法（Placement）
算法适用性推荐
TriangleMatcher默认，适合大多数情况✅推荐
AlphaTriangle适合大位点可选
ExhaustiveSearch全面但慢高精度研究
操作：moe分子对接
Compute→Dock→Placement→选择TriangleMatcher
2.打分函数（Score）
打分函数适用性推荐场景
GBVI/WSAdG✅✅强烈推荐基于溶剂化自由能，适合核酸
LondondG✅可用快速筛选，但精度略低
AffinitydG✅可用经验打分，适合蛋白
建议：
使用GBVI/WSAdG（默认）
可尝试LondondG进行初筛，再用GBVI重打分
3.柔性设置（Refinement）
核酸柔性高于蛋白，需调整：
模式描述推荐
RigidReceptor核酸刚性，小分子柔性快速测试
InducedFit核酸侧链柔性✅推荐（更准确）
FlexibleReceptor核酸主链+侧链柔性高精度，但慢
操作：
moe分子对接Compute→Dock→Refinement→选择InducedFit
4.构象数量（Poses）
核酸结合模式多样，建议增加poses数：
Posesperligand：设置为30–50（默认30）moe分子对接
Retain：保留10–20个最佳构象
5.能量优化（EnergyMinimization）
对接前对核酸进行能量最小化：
Compute→Energy→Minimize
moe分子对接力场：Amber12:EHT
梯度：0.01kcal/mol/Å
四、特殊体系优化
1.G-四链体（G-quadruplex）
结合位点：G-四平面（π-π堆积）
参数调整：
打分函数：GBVI/WSAdG
增加π-π相互作用权重
手动定义Site为G-四平面区域
2.RNA髮夾/内环
结合位点：环区（loop）或凸起（bulge）
参数调整：
使用InducedFit模式
增加poses数（50+）
考虑RNA的2'-OH氢键作用
3.DNA小沟结合剂
结合模式：小沟嵌入（minorgroovebinding）
参数调整：
力场：Amber12:EHT（准确处理静电）
添加Na⁺/Mg²⁺离子
使用FlexibleReceptor模式
五、对接后验证
1.分子动力学（MD）
核酸-小分子复合物需用MD验证稳定性：
Edit→Solvate→添加水盒子（TIP3P）
Compute→Simulations→Dynamics
参数：
moe分子对接力场：Amber12:EHT
温度：300K
时间：10–50ns
分析：RMSD、氢键数量、结合能
2.自由能计算
Compute→Energy→MM/PBSA
估算结合自由能（ΔG_bind）
六、参数总结表
参数蛋白对接（默认）核酸对接（推荐）
力场M超螺旋DNA的拓扑学概念、拓扑异构酶的作用机制，并转入两种“特化染色体”——多线染色体与灯刷染色体的结构与功能。下面是按段落要点的中文翻译与梳理：
负超螺旋的形成与拓扑学意义（续图12–4）
在图12–4(d)中，欠缠绕的闭合环状DNA会自发引入两个“负超螺旋”，从而在总体上恢复螺旋的原始圈数。
“负”超螺旋的定义是：超螺旋为左手性（而DNA双螺旋本身为右手性）。
最终结果是形成更紧密、物理稳定性更高的结构。
在细菌及其噬菌体的大多数共价闭合环状DNA分子中，DNA螺旋通常略有欠缠绕（如图12–4(c)所示）。
以SV40病毒为例：其基因组约5200bp；在能量松弛状态下，每圈螺旋约10.4bp，因此连环数L≈5200/10.4=500。
但对SV40环状DNA的分析显示其欠缠绕25圈，因此L仅为475；相应地，可观察到25个负超螺旋。
moe分子对接在大肠杆菌中可观察到更多超螺旋，显著促进类核区域的染色体凝缩。
拓扑异构体与拓扑异构酶
仅连环数不同、其余完全相同的两个分子互为“拓扑异构体（topoisomers）”moe分子对接。
moe分子对接若分子为闭合环且无自由末端，如何从一种拓扑异构体转换为另一种？生物学上由一类酶完成：它们切断一条或两条链，在重新封闭前对螺旋进行缠绕或去缠绕。
这类酶称为“拓扑异构酶（topoisomerases）”，由MartinGellert与JamesWang首先发现。
按切割方式分为：I型（切断一条链）与II型（切断两条链）moe分子对接。
在大肠杆菌中：TopoI用于减少闭合环状DNA的负超螺旋数；TopoII（如DNA旋转酶gyrase）可向DNA引入负超螺旋。
TopoII的作用模型：结合DNA→扭转→切断双链→使链穿过其形成的环→重新形成磷酸二酯键后，连环数降低，一个或多个超螺旋自发形成。
超螺旋DNA与拓扑异构酶也存在于真核生物：moe分子对接
真核染色体通常非环状，但当DNA区段嵌入与染色质纤维相关的蛋白网格时，可形成“锚定”末端，从而在拓扑异构酶引入超螺旋后维持其稳定。
在原核与真核中，DNA复制与转录都会在双螺旋解旋的下游产生超螺旋；拓扑异构酶可缓解这些拓扑应力。
拓扑异构酶还可能参与其他真核DNA构象变化相关的遗传过程；有趣的是，它们在复制后负责将姐妹染色单体的DNA“去连环（decatenating）”分离。
12.3特化染色体揭示DNA组织的多样性
接下来讨论两种真核染色体的特殊形态：多线染色体（polytene）与灯刷染色体（lampbrush）。
它们体积巨大，早在人们理解“间期染色质如何凝缩成有丝分裂染色体”之前，就已能在光学显微镜下分辨其组织方式。
这些染色体的研究为染色体排列与功能提供了许多早期洞见；需强调它们并不常见于大多数真核细胞，但其结构揭示了许多染色体组织的共性主题。
多线染色体（Polytenechromosomes）
巨型多线染色体见于某些蝇类幼虫的多种组织（唾液腺、中肠、直肠、马氏管等），也见于若干原生动物与植物。
1881年由E.G.Balbiani首次观察到；其研究积累的大量信息使其成为后续染色体研究的模式系统。
特别之处在于：它们可在间期细胞核中被观察到。
每条多线染色体长约200–600μm；在光镜下呈现沿轴线性排列的交替“带（bands）moe分子对接”与“带间（interbands）”（图12–5、12–6）。
带型在同一物种的每条染色体上具有特异性；单个带有时称为“染色粒（chromomeres）”，泛指沿染色体轴的横向凝聚区。
moe分子对接电镜与放射性示踪的深入研究解释了其异常外观：
多线染色体代表“配对的同源染色体”；这在体细胞中非常罕见（多数生物体细胞中染色质分散且同源染色体不配对）。
其巨大尺寸与独特外观源于由大量相同DNA链组成：这些配对的同源染色体经历多轮复制，但不发生链分离与胞质分裂。
随着复制进行，形成的染色体含有1000–5000条DNA链，并保持精确平行排列；moe分子对接这种“平行登记”被认为是沿轴出现特征性带型的原因。
早期将多线染色体上的带解释为“单个基因的可见表现”；进一步发现带内DNA链在遗传活动期会发生局部解旋，支持这一观点。
每次解旋会在显微镜下形成一个膨大区，称为“膨突（puff）moe分子对接”（图12–6）。
膨突是高基因活性（产生RNA的转录）的可见标志：自显影显示其放射性标记RNA前体掺入速率很高；未膨突的带掺入较少或不掺入。
在果蝇与摇蚊等昆虫发育过程中，带型变化反映差异基因活性：随发育推进可观察到与基因激活相对应的特征性带型模式。
尽管仍有争议，目前尚不清楚每个带包含多少基因；但已知果蝇约有15,000个基因、约5,000个带；单个带可含高达10^7bp的DNA，足以编码50–100个中等大小基因。
（思考题12–2提示）：若在放射性胸苷酸存在下培养果蝇唾液腺细胞并进行自显影，放射性颗粒将主要分布在正在进行DNA复制的区域；由于多线染色体由大量平行复制的DNA链组成，标记应沿染色体呈特定带/带间分布模式，反映复制活跃区。
灯刷染色体（Lampbrushchromosomes）
灯刷染色体是另一类提供染色体结构洞见的特化染色体，其名称源于形似19世纪用于清洁煤油灯灯罩的刷子。
1882年由WaltherFlemming在蝾螈卵母细胞中首次发现，1892年J.Ruckert在鲨鱼卵母细胞中再次观察到；现已知其为大多数脊椎动物卵母细胞的特征，也见于某些昆虫的精母细胞，因此属于减数分裂染色体。
多数实验研究材料来自两栖类卵母细胞。
这些独特染色体易于从处于减数第一次分裂前期双线期（diplotene）的卵母细胞中分离，此时它们活跃地指导发育细胞的代谢活动。
同源染色体以联会配对形式存在，由交叉（chiasmata）连接。
与多数减数分裂染色体“凝缩”不同，灯刷染色体常伸展至500–800μm；随后在减数分裂后期又恢复至15–20μm的正常长度。
因此，灯刷染色体被解释为正常减数分裂染色体的“伸展、解旋版本”。
图12–7的两种观察提供了形态学关键信息：
光镜下（图a）：每条水平结构的线性轴上含有大量凝聚区（染色粒），并从其两侧伸出大量侧环（loops），整体呈“灯刷”状。
这些侧环是活跃转录单位：每个环包含一个或多个转录单元，DNA轴上覆盖极化的RNP基质，持续合成大量mRNA与非编码RNA，用于卵子发生与早期胚胎发育。
持续RNA转录对维持典型的“染色粒–环”结构至关重要；抑制转录会导致侧环回缩至染色粒并引发染色体凝缩。
如果你希望，我可以把图12–7之后的内容（灯刷染色体的环结构与转录活性、以及本章后续的真核染色体分子组织与DNA序列组织）继续翻译并整合成一份完整的中文章节笔记。