ROSETTA使用技巧随笔–蛋白蛋白对接

先写简略版，以后再详细写。

1. 对输入结构进行预处理（refine）

$> relax.default.linuxgccrelease -in:file:s input_files/from_rcsb/1qys.pdb @flag_input_relax

flag_input_relax:

-nstruct 2

-relax:constrain_relax_to_start_coords
-relax:ramp_constraints false

-ex1
-ex2

-use_input_sc
-flip_HNQ
-no_optH false

2. local dock

执行局部对接之前应手动把受体和配体放到一个pdb文件中，用不同的链标注（例如A，B），相距～10A，并且要有口袋的先验知识，把受体配体按照先验知识对好朝向。

使用以下两个option控制局部对接：

-partners A_B
-dock_pert 3 8

当受体链和配体链同时有多条时，例如AB，LH，则相应的改变option：

-partners LH_AB

运行docking_protocol命令：

$> $ROSETTA3/main/source/bin/docking_protocol.linuxgccrelease @flag_local_docking

flag_local_docking (最好-nstruct设置在500及以上):

-in:file:s input_files/col_complex.pdb
-in:file:native input_files/1v74.pdb
-unboundrot input_files/col_complex.pdb

-nstruct 500

-partners A_B
-dock_pert 3 8

-ex1
-ex2aro

-out:path:all output_files/local_dock
-out:suffix _local_dock

3. 对得到的对接结果进行local refine

得到结果后，对结果进行relax前，先用docking_protocol的local refine对蛋白界面氨基酸进行优化

相对于local dock 的flag文件，local refine只有下面这两个选项不同：

-docking_local_refine
-use_input_sc

运行local refine命令：

$> $ROSETTA3/main/source/bin/docking_protocol.linuxgccrelease @flag_local_refine

flag_local_refine:

-in:file:s input_files/1v74.pdb

-nstruct 1

-docking_local_refine
-use_input_sc

-ex1
-ex2aro

-out:file:fullatom
-out:path:all output_files
-out:suffix _local_refine

运行完local refine后，就可以使用relax对对接结果进行优化处理了，命令如第一步使用relax预处理。

4. global dock

global dock适用于没有蛋白相互作用的先验知识，不知道结合位点，基本原理是对受体和配体均随即取样，相对于local dock来说，盲目性较大，运行时间也较长。

如下三个参数定义受体与配体的随机取样：

-spin
-randomize1
-randomize2

-randomize1 表示对受体（蛋白1）进行随机取样， -randomize2 表示对配体（蛋白2）进行随机取样.

global dock的运行命令如下：

$> $ROSETTA3/main/source/bin/docking_protocol.linuxgccrelease @flag_global_docking

其中，flag_global_docking：

-in:file:s input_files/col_complex.pdb
-in:file:native input_files/1v74.pdb
-unboundrot input_files/col_complex.pdb

-nstruct 1

-partners A_B
-dock_pert 3 8
-spin
-randomize1
-randomize2

-ex1
-ex2aro

-out:path:all output_files
-out:suffix _global_dock

相对于local dock，主要是上面提到的三个参数的变化，因global dock的随机性较强，为达到收敛的效果，建议设置-nstruct 10000-100000。

5. Docking flexible proteins

之前提到的蛋白对接，蛋白的骨架都是固定的，对于柔性蛋白对接，rosetta采用的是使用centroid模式对受体和配体进行构象采样，以受体或配体的构象集（ensemble）作为对接的输入，至于蛋白的构象集，可以使用非限制性的relax来实现，因为relax本身就是一个对蛋白结构进行采样（sample）程序。

首先，在做柔性对接前，我们要按以下格式分别准备受体及配体的构象列表，名词为xxx_ensemblelist，这个列表类似于蛋白列表输入：

xxx_ensemblelist:

input_files/COL_D_ensemble/COL_D_0001.pdb
input_files/COL_D_ensemble/COL_D_0002.pdb
input_files/COL_D_ensemble/COL_D_0003.pdb

分别准备好两个列表后，使用 -ensemble1 和 -ensemble2 两个参数，将pdb列表导入到程序中：

-ensemble1 COL_D_ensemblelist
-ensemble2 IMM_D_ensemblelist

在运行dock之前，我们首先需要对两蛋白集进行prepacking，此步用于对两蛋白进行处理，方便下一步dock的进行：

$> $ROSETTA3/main/source/bin/docking_prepack_protocol.linuxgccrelease @flag_ensemble_prepack

flag_ensemble_prepack:

-in:file:s input_files/col_complex.pdb
-in:file:native input_files/1v74.pdb
-unboundrot input_files/col_complex.pdb

-nstruct 1

-partners A_B

-ensemble1 COL_D_ensemblelist
-ensemble2 IMM_D_ensemblelist

-ex1
-ex2aro

-out:path:all output_files
-out:suffix _ensemble_prepack

prepack运行完毕，xxx_ensemblelist会被重新编辑，更改后的格式如下：

input_files/COL_D_ensemble/COL_D_0001.pdb.ppk
input_files/COL_D_ensemble/COL_D_0002.pdb.ppk
input_files/COL_D_ensemble/COL_D_0003.pdb.ppk
0.77058
0
1.00377
-93.3588
-94.2715
-93.9065

prepack运行后，就可以执行柔性对接了，对接命令为：

$> $ROSETTA3/main/source/bin/docking_protocol.linuxgccrelease @flag_ensemble_docking

flag_ensemble_docking:

-in:file:s input_files/col_complex.pdb
-in:file:native input_files/1v74.pdb
-unboundrot input_files/col_complex.pdb

-nstruct 1

-partners A_B
-dock_pert 3 8

-ensemble1 COL_D_ensemblelist
-ensemble2 IMM_D_ensemblelist

-ex1
-ex2aro

-out:path:all output_files
-out:suffix _ensemble_dock

柔性对接的结果好坏取决于构象取样的多少，同时，伴随着构象数增多，程序运行时间也会变长，为保证效果，推荐-nstruct设置大于5000.

6. Symmetric docking

7. 对接结构分析

典型的对接结果的score.sc如下所示：

SEQUENCE: 
SCORE: total_score         rms        Fnat        I_sc        Irms cen_dock_ens_conf           cen_rms conf_num1 conf_num2 conf_score dock_ens_conf1 dock_ens_conf2 dslf_ca_dih dslf_cs_ang dslf_ss_dih dslf_ss_dst      fa_atr      fa_dun     fa_elec     fa_pair      fa_rep      fa_sol hbond_bb_sc hbond_lr_bb    hbond_sc hbond_sr_bb interchain_contact interchain_env interchain_pair interchain_vdw        st_rmsd description 
SCORE:    -202.141      13.143       0.061      -3.086       5.015            -1.004            14.583     1.000     1.000    -25.732        -93.359        -83.050       0.000       0.000       0.000       0.000    -326.487      12.899      -3.158      -8.467       8.982     139.078      -3.968      -4.390      -2.692     -13.937            -20.000        -23.791          -2.002          0.357          7.729 col_complex_ensemble_dock_0001