[发明专利]基于MM/PBSA模型的蛋白质-配体结合自由能计算方法

权利要求书

1.一种基于MM/PBSA模型的蛋白质-配体结合自由能计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，分别获取蛋白质的pdb文件和配体分子的pdb文件；

S2，对蛋白质的pdb文件借助pdb4amber工具进行预处理，删除Amber软件不能读取的氢原子；

S3，对配体分子的pdb文件借助antechamber工具，将pdb格式转为mol2文件格式，并且修改原子类型为amber力场的原子类型；

S4，借助tleap命令指定配体分子的GAFF力场参数；

S5，借助tleap命令采用AMBER99SB-ILDN分子力场参数，分别生成蛋白质、配体小分子、蛋白质-配体小分子复合结构的拓扑文件和坐标文件，并在该过程中添加水盒子以及抗衡离子；

S6，借助Amber软件对模拟体系进行能量最小化、升温和分子动力学模拟；

S7，借助MMPBSA.py程序对步骤S6中的分子动力学模拟轨迹进行基于分子力学-玻尔兹曼泊松表面积模型的结合自由能计算；

S8，对计算得到的结合自由能进行回归分析的验证，

步骤S8包括：

通过阿雷尼乌斯公式将结合自由能转变为结合常数其中，logKa为结合常数，ΔG为结合自由能，k_B为玻尔兹曼常数，T为绝对温度；

回归分析计算获得的结合常数与实验测量的结合常数的相关性。

2.根据权利要求1所述的基于MM/PBSA模型的蛋白质-配体结合自由能计算方法，其特征在于，步骤S1包括：

从数据库下载pdb文件格式的蛋白质-配体复合结构；

使用grep命令，分别提取出蛋白质和配体分子的结构，并分别另存为pdb文件格式。

3.根据权利要求1所述的基于MM/PBSA模型的蛋白质-配体结合自由能计算方法，其特征在于，步骤S1包括：

从数据库直接下载蛋白质分子的pdb文件；

使用AutoDockVina建立蛋白质与配体的复合结构，利用脚本pdbqt_to_pdb.py将文件另存为pdb文件格式。

4.根据权利要求2或3所述的基于MM/PBSA模型的蛋白质-配体结合自由能计算方法，其特征在于，步骤S6包括：

进行2000步的能量最小化，消除模型搭建过程中可能不合理的重叠结构；

对所模拟的体系进行升温，采用Langevin控温方法，从0K升温到300K；

在300K进行分子动力学模拟。

5.根据权利要求4所述的基于MM/PBSA模型的蛋白质-配体结合自由能计算方法，其特征在于，将大量蛋白质-配体复合结构拆分为多组，通过多个GPU进行并行的结合自由能计算。

6.根据权利要求5所述的基于MM/PBSA模型的蛋白质-配体结合自由能计算方法，其特征在于，当蛋白质-配体复合结构数量为1600时，将1600个白质-配体复合结构均等拆分为8组。

7.根据权利要求2或3所述的基于MM/PBSA模型的蛋白质-配体结合自由能计算方法，其特征在于，所述数据库为PDB数据库或PDBbind数据库。