分子對接計算中如何確定對接口袋？（一）

在一般的分子對接計算中，一個不可或缺的步驟是定義配體分子（通常為有機小分子）的結合位置，即對接口袋。對于蛋白-小分子復合物X-ray晶體結構，口袋內就有一個配體，它為我們指示了對接口袋的位置。但還有很多X-ray晶體結構、NMR解析的結構沒有配體結構，我們該如何確定對接口袋呢？更一般地，對于核酸、多肽以及主客體中的主體分子，又該如何定義對接口袋呢？

對接口袋這個概念存在于分子對接計算中，是受體中配體結合的可能區域。通過設定足夠大的盒子把口袋囊括起來來告知對接程序它的位置。如果對接口袋被設定在真正的活性結合位點上，則有更大概率找到配體正確的活性構象與結合模式。對接口袋，顧名思義，通常呈口袋狀（開口小、肚子大、能容納一定體積的分子結構），也有其他形狀，比如管道狀、凹槽狀和淺洼狀，而以口袋形狀最為典型。對于蛋白-配體復合物而言，大且深的疏水性空腔對于配體結合至關重要。對于蛋白結構，這一特點便成為各種算法尋找對接口袋/識別結合位點的重要依據和原則。

識別蛋白口袋/配體結合位點的方法

下面針對蛋白講述確定對接口袋的常用策略。由于核酸、多肽以及主體分子的口袋特點千差萬別，難以一概而論，但若能靈活變通，這些策略也經常適用，甚至操作上更為簡單。

一、 文獻/數據庫調研法

最可靠的信息，莫過于實驗數據。我們可通過文獻調研，從他人/前人的實驗結果中獲悉該蛋白的主要功能和所屬家族，找到它的活性位點信息。比如，胰凝乳蛋白酶的His-Asp-Ser催化三聯體、鋅指蛋白的Zn2+結合位點。通過對已有較多研究的其他種屬的同源蛋白進行比較研究，找到對應的口袋信息。UniprotKB數據庫（https://www.uniprot.org/）整合了豐富的蛋白結構-功能信息，有的還包含突變位點信息。這為我們識別蛋白口袋/配體結合位點提供可靠的依據。

二、 實驗篩查法

如果文獻和數據庫上缺少有用信息，而實驗手段又相當方便且便宜時，那就自己做實驗吧，比如定點突變（通常用在對計算結果的驗證，而非相反）、熒光探針標記[1]。

三、 軟件預測法

這是最簡單、最直接的辦法。目前已有眾多軟件/算法可以幫助人們預測蛋白的活性口袋或者識別配體的結合位點。下圖總結了部分預測程序的基本情況。

（蛋白口袋/配體結合位點預測本地程序或在線服務，點擊此處跳轉相關鏈接頁面）

各程序對輸入內容的要求大同小異，輸出結果卻千差萬別。感興趣的讀者，可進行一番探索。這里以在線服務POCASA為例，講解如何預測蛋白受體1UWH的口袋。該晶體結構為蛋白-配體復合物，配體分子指示了結合位點，正好用來檢驗POCASA能否正確預測口袋位置。

1、登錄POCASA網站：http://altair.sci.hokudai.ac.jp/g6/service/pocasa/

2、在PDB ID欄輸入1uwh，其他參數保持默認值，點擊Get Pockets and Cavities按鈕

等待片刻即返回結果。Chain ID默認為NULL，表示選擇蛋白文件的第一條鏈。該蛋白晶體結構包含A、B兩條鏈，均有配體小分子，我們預測A鏈上的口袋位置。

（POCASA提交任務界面）