AMBER分子动力学模拟之结果分析(突变型的能量计算,丙氨酸扫描)-- HIV蛋白酶-抑制剂复合物(5)
丙氨酸扫描
在带电残基上引入一个或几个丙氨酸，观察这些改变对蛋白功能的影响。置换成丙氨酸，去除了侧链上的活性基团，换成了体积小、无其他官能团的甲基，同时对蛋白质结构的影响较小。若换成侧链更小的甘氨酸，因其a-碳没有手性，可能对蛋白结构有较大影响，一般不用（置换成Ala的原因：主要是Ala在二级结构中的结构能（conformational potency）高，Ala是Pa=1.42，另外经常用的还有Leu，pa=1.21，也就是所这两种氨基酸残基对二级结构的稳定性贡献更大，因此在二级结构中出现的几率更高）。
丙氨酸与其他氨基酸的不同就在于R基的不同（如下图所示），所以在进行丙氨酸扫描时，只需将原来氨基酸的R基信息进行修改即可替换为丙氨酸。
轨迹文件`md.crd`
参数文件`mm_pbsa.in`
lig.top pro.top com.top
lig_mut.top ## 不需要改变
pro_mut.top com_mut.top ## 需要改变的
先回顾一下一开始的leap的过程（1hpv体系的处理过程）protein.pdb作为蛋白的输入文件，在leap之前进行预处理。
source leaprc.protein.ff14SB
source leaprc.water.tip3p
source leaprc.gaff
loadamberparams ligand.frcmod
loadamberparams frcmod.ionsjc_tip3p
p = loadpdb protein.pdb
l = loadmol2 ligand.mol2
c = combine {p l}
savepdb p pro.pdb
savepdb l lig.pdb
savepdb c com.pdb
saveamberparm p pro.top pro.crd
saveamberparm l lig.top lig.crd
saveamberparm c com.top com.crd
charge c
addions c Cl- 0
addions c Na+ 0
savepdb c com_io.pdb
saveamberparm c com_io.top com_io.crd
solvateoct c TIP3PBOX 12.0
savepdb c pep.pdb
saveamberparm c pep.top pep.crd
quit
这里我们以第一个残基进行丙氨酸突变演示。保存一个protein_mut.pdb，即可产生lig_mut.top pro_mut.top com_mut.top三个文件。
AMBER丙氨酸扫描步骤
- 对protein mut.pdb文件在需要替换成丙氨酸的位置进行修改，只需将某残基的CACBN原子保留，其他的删除，并将残基名称改为ALA。经过leap后，原来的残基就被替换为丙氨酸，得到了突变后的top信息（lig_mut.toppro_mut.top com_mut.top）。
vi protein_mut.pdb
这是未修改的蛋白文件，现在我们需要把1号残基PRO突变为ALA
现在我们需要把1号残基PRO突变为ALA，只保留N，C，CA（氨基酸骨架原子）的原子坐标信息，删除其他原子，同时PRO修改为ALA
修改后的protein_mut.pdb
退出保存，然后
tleap -sf leap.in
此时生成的pro_mut.top lig_mut.top com_mut.top才是丙氨酸扫描需要的top文件
- 突变前的top文件com.top pro.top lig.top
- 轨迹文件md2.crd
- 在进行丙氨酸扫描计算时，需用到脚本mm_pbsa.in如下
提交丙氨酸扫描任务
vim tleap.in
&general
startframe=1,
endframe=1000,
interval=5,
verbose=1
/
&gb
saltcon=0.1
/
&pd
istrng=0.100
/
&alanine_sacnning
/
MMPBSA.py -O -i tleap.in -cp com.top -rp pro.top -lp lig.top -y md2.crd -mc com_mut.top -mr pro_mut.top &
-cp 参考的未突变的complex的top
-rp 参考的未突变的蛋白的top
-lp 参考的未突变的配体的top
-y 参考的轨迹文件
-mc 参考的突变的complex的top
-mr 参考的突变的蛋白的top
最总结果
生成的一系列文件中，FINAL_RESULTS_MMPBSA.dat是最终的统计结果
vim FINAL RESULTS MMPBSA.dat
