Taller práctico de docking y cribado virtual:uso de herramientas computacionales en el desarrollo de fármacos

Introducción 

Protomol

Función de scoringg

Algoritmos de búsquedaAlgoritmos de búsqueda

Caso práctico Sybyl X y Virtual ScreeningCaso práctico Sybyl‐X y Virtual Screening

Evolución de Hammerhead . Di ñ  d l  t l90s. Diseño del protomol

2003. Versión inicial2007. Mejoras: FF, flexibilidad anillosIncorporación a SybylIncorporación a Sybyl

CaracterísticasRápidoRápidoAlgoritmo incremental

Ligando idealizado basado en características del centro activodel centro activo

Tres sondas mapean el centro activo

Selección de voxels para posicionar los p pfragmentos (cada 1 Å en centro activo)Posicionamiento de fragmentos:Posicionamiento de fragmentos:▪ Polares: 36 orientaciones

Optimización interacciones con la proteínaOptimización interacciones con la proteína

Los fragmentos con mejor puntación, no redundantes  se agrupan para formar el redundantes, se agrupan para formar el protomol

d l f ó d d flUso de la función de scoring de Surflex.

Características generalesE í iEmpíricaSuma de términos no lineales f(r).

293)(

5)(

4 ),0max(1 83

7

26

nrllelpolarscore nrnn

nr

+++

+= +

+−

Continua y derivable

)(1 83e nrn+ +

Continua y derivable

Términos:Hid fóbi    Hidrofóbico . Polar▪ Escalado por cargas atómicas▪ Direccional

Entropía▪ Rotables. F(nrot)( )▪ Rot+trans. F( log Mw)

Desolvatación  F(grupos polares sin interacción)Desolvatación. F(grupos polares sin interacción)

Alineamiento molecular. Similitud morfológicamorfológica.

óFragmentación. 

Recomposición.IncrementalIncrementalToda la molécula

Calculada para un sistema de coordinadas concreto pero no dependiente de este (local)pDefinida a partir de las diferencias en las observaciones hechas desde una serie de puntos alrededor de las moléculas

En cada punto se calcula un peso y se mide:Distancia mínima a la superficie de vdWDistancia mínima a la superficie de vdWDistancia mínima a un aceptor de enlace de H o átomo negativo negativo Distancia mínima  a un donador o átomo positivo.Término direccional para entidades polaresTérmino direccional para entidades polares

La similitud es una suma de funciones Gaussianas de las diferencias en distancias desde los puntos de de las diferencias en distancias desde los puntos de observación

Trata la flexibilidad de la moléculaEvita explosión combinatoria de rotables rompiendo enlaces p pno cíclicosUtiliza reglas heurísticas para la exploración conformacional  l   á ien la práctica

Método:FragmentaciónFragmentaciónBúsqueda conformacional (con relajación interna)Ali i t  d  f t     l  t lAlineamiento de fragmentos con el protomolOptimización (BFGS) con DREIDING

IncrementalEl fragmento con mejor score se usa como cabeza para recomponer la g j p pmoléculaSe añaden “colas” según el protomol que puedan conectarse con la “cabeza”cabezaAsume que un alineamiento óptimo de un fragmento pequeño conduce a una buena pose

Toda la molécula. Número de fragmentos igualF t     l i d    “ t ”     Fragmentos no seleccionados o “muertos” se conservan Solo los fragmentos “vivos” se exploran conformacionalmenteAl recomponer, se tienen en cuenta ambos tipos.Al recomponer, se tienen en cuenta ambos tipos.

Pasos:P ió   t    li d1. Preparación receptor y ligando

2. Generación protomol

3. Docking

4. Visualización resultados 

Cambio del ligando por una lista de moléculas  (~7h para 1487 moléculas en 2 CPUs)Extracción resultados:

/usr/local/vsdmip/share/get_surflex_list.sh $1 1 > ligand_list/usr/local/vsdmip/share/get_surflex_list.sh $2 0 > decoy_listcp ligand_list total_listcat decoy_list >> total_listcat total_list | grep -v Crash | sort -k2n > reverseawk '{ a[NR]=$0 } END { for(i=NR; i; --i) print a[i] } ' reverse > inverse

`/ / / | C | f2`a=`/usr/bin/roc inverse | grep AUC | cut -d":" -f2` c=$((b-8))/usr/bin/roc inverse | sed 's/ /\t/' > inputb=`wc -l input | cut -d" " -f1`

$((b 8))c=$((b-8))head -$c input > kmv k inputR --no-save < /usr/local/vsdmip/share/command.R

t flmv tmp.png surflex.pngecho "AUC: $a"gimp surflex.png