Referência: Primeira parte Docking nativo do composto co-cristalizado

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1 Tutorial Docking utilizando AUTODOCK Vina Profa. Rafaela Salgado Ferreira Departamento de Bioquímica e Imunologia - Universidade Federal de Minas Gerais Referência: AutoDockVina - Trott O, Olson AJ. AutoDock Vina: improving the speed and accuracy of docking with a new scoring function, efficient optimization, and multithreading. J Comput Chem Jan 30;31(2): Objetivos: Realizar o docking nativo de inibidores da enzima AmpC β-lactamase; Realizar o cross docking de outros inibidores competitivos da AmpC β-lactamase contra a mesma estrutura. Primeira parte Docking nativo do composto co-cristalizado 1.1) No site da base de dados ZINC (zinc.docking.org /choose.shtml), busque pelo inibidor de β lactamase a ser docado (composto ZINC116295) - adicione o código ZINC na caixa correspondente e clique em Run query.

2 - Salve o arquivo.mol2 correspondente ao ligante. 1.2) No Pymol, abra a estrutura PDB 1L2S, um complexo da enzima β lactamase com o inibidor ZINC Digite fetch 1L2S na linha de comando e dê enter. - Crie dois objetos, a partir de seleções do ligante e do monômero A da proteína: a) Proteína: selecione os resíduos da cadeia A, copie para um objeto e renomeie o objeto para proteina b) Ligante: selecione o ligante (código STC), correspondente ao monômero da proteína selecionado, copie para um objeto e renomeie o objeto para ligante 1.3) Abra o arquivo.mol2 do ligante a ser docado - File> open> zinc.mol2 1.4) Abra o plugin do AutoDock Vina - Menu Plugin > AutodockVina 1.5) Na Aba inicial, Configuration: - Insira os caminhos para os arquivos do AutoDockTools, dos executáveis do Autogrid, do Autodock e do Vina, e para o diretório de trabalho (onde os arquivos gerados serão salvos). - Clique em Save Plugin Configuration File. 1.6) Na aba Grid Settings: - Defina o grid a partir do ligante - Exiba a caixa do grid clicando em Show box (opções Cylindric box ou wired box )

3 1.7) Na aba Receptor: - Você verá uma lista com todas as seleções presentes na sua sessão do Pymol. Selecione proteina e clique em Generate receptor Será gerado o arquivo do receptor no formato.pdbqt, contendo as cargas e os hidrogênios polares da proteína. Serão também calculadas as cargas parciais atômicas. - A mensagem successfully generated receptor file deverá aparecer em amarelo na parte inferior da tela. (Ver figura equivalente para o passo 8, abaixo) 1.8) Na aba Ligands: - Selecione zinc e clique em Generate Ligand Será gerado o arquivo do ligante também no formato.pdbqt, contendo a definição das ligações químicas como rotacionáveis (Ativas, A) ou não (Inativas, I). Este arquivo contém também a definição das cargas parciais atômicas e dos tipos atômicos. - A mensagem successfully generated ligand file deverá aparecer em amarelo na parte inferior da tela.

4 1.9) Na aba docking: - Clique em Run Vina e aguarde a mensagem: writing output... done - Os arquivos finais gerados são: ZINC********.docked.pdbqt contendo a energia e as coordenadas das poses geradas ZINC********.vina.log contendo um resumo dos valores de energia e rmsd de cada pose em relação a de menor energia 1.10) Na aba View Poses : - Selecione o arquivo de resultados zinc.docked.pdbqt e clique em Load Obs: Caso o nome do arquivo gerado contenha o caracter _, remover o mesmo do nome do arquivo para que o programa seja capaz abri-lo.

5 - Em Poses, clique em Show all - No Pymol cada um dos 10 resultados será exibido: - Compare as poses docadas com a estrutura cristalográfica. Qual resultado foi mais próximo? Este foi o resultado de menor energia? Segunda parte Docking de inibidores já conhecidos e análise dos resultados 2.1) No site ZINC, baixe o arquivo.mol2 dos seguintes compostos (todos referentes a inibidores já cocristalizados com a enzima cruzaína) : Código ZINC Estrutura cristalográfica Resolução (Å) GSG 2, GR2 1, GVB 1, GRJ 2, GTC 1, GV9 1, L2S 1,9 2.2) Crie o diretório controles e salve o arquivo neste diretório. O arquivo baixado no ZINC é um arquivo multimol2. Para criar uma pasta com arquivos individuais referentes a cada composto utilize o script split_mol2.csh

6 Será criado o diretório Ligands contendo os multiplos arquivos.mol2, nomeados de acordo com os codigos ZINC correspondentes. 2.3) Realize o docking conforme descrição acima. Na aba inicial do Autodock Vina defina o diretório controles/resultados como seu diretório de trabalho. Para docar todos os compostos ao mesmo tempo: a. Na preparação de ligantes: - carregue todos os compostos - clique em Generate All b. Na etapa de docking: - selecione todos os ligantes para gerar os arquivos de input do Autodock e do Vina - gere 10 conformações do ligante - antes de clicar em Run Vina, selecione novamente todos os ligantes 2.5) Avalie os resultados do docking, a partir de comparação com as respectivas estruturas cristalográficas correspondentes.