前两篇中我们已经从两个角度分析了 EGFR–Tarceva1M17的结合口袋Interaction Surface哪里还有空间Electrostatic Maps这些空间更偏好什么化学特征现在终于到了从“看口袋”向“改分子”过渡的一步。即使我们已经发现某个方向值得优化还会遇到一个很现实的问题到底应该从 Tarceva 的哪个原子开始接新的取代基MOE 提供的Ligand R-Vectors就是用来辅助寻找这些潜在生长位置的。1. 什么是 Ligand R-Vector在 MOE 中选择RHS → Ligand → Ligand R-Vectors配体上会出现一些绿色箭头。官方教程对这些箭头的定义很直接绿色箭头表示可以加入一个甲基而不会引起明显构象变化或空间碰撞的位置。因此对新手来说可以先把 R-Vector 理解为“这个位置在几何上具有向外生长的可能。”它把上一篇看到的三维空间进一步落实到了具体的配体原子上。2. 有 R-Vector就代表这里一定值得改吗并不是。R-Vector 首先解决的是一个几何和空间问题这个位置往外增加一个基团是否具有基本的空间可能性但真正决定一个位置是否值得优化还要结合前面已经得到的信息。例如Interaction Surface告诉我们这个方向是不是真的存在未占据空间Electrostatic Maps告诉我们这个空间更偏好疏水、Donor 还是 Acceptor 特征R-Vector进一步告诉我们可以从配体的哪个位置向这个空间生长所以一个比较完整的 SBDD 设计思路其实是发现未占据空间——判断口袋需要什么化学特征——寻找合适 R-Vector——决定添加什么取代基到这里“改哪个位置”就不再完全依赖经验猜测了。3. 回到 Tarceva我们终于开始形成设计方案前面的分析已经告诉我们Tarceva 某些区域与 EGFR 口袋匹配良好同时部分区域仍存在可以进一步探索的空间。现在显示 R-Vectors 后我们就可以开始寻找哪些配体原子既具有向外生长的可能又能够朝着前面发现的口袋空腔或热点延伸注意这一步仍然只是提出设计假设。我们还没有真正修改 Tarceva。真正的分子修改将在下一篇通过 MOE Builder 完成。4. 改分子之前先记录原始配体的 Properties官方教程在显示 R-Vectors 后紧接着打开RHS → Ligand → Ligand PropertiesMOE 会在窗口左上角显示当前配体的一些性质包括分子量、TPSA、logP、logD、logS 等。随后点击RHS → Minimize对当前结构进行优化。完成后还会进一步报告strainsolvationaffinity这一步的意义很简单在开始修改 Tarceva 之前先留下一个“原始方案”的参考状态。以后生成新的 analog 后我们才能把新旧分子的结构和相关指标放在一起比较。5. 用 Capture 保存这次“设计起点”官方教程还使用了一个很实用的功能Capture它可以把当前的视角、Surface、显示方式以及 Ligand Properties 等信息保存下来用于后续回顾不同设计方案。教程中新建EGFR_session并将当前状态保存为Steric Fit。之后新的 Tarceva analog 也可以继续保存到同一个 Capture 文件中。这对于真实的结构优化很有用因为 SBDD 往往不是只设计一个分子而是不断经历方案 A → 方案 B → 方案 C……Capture 相当于把每一次结构设计假设保存成可回看的记录。这样就完成了一个Capture集合的MDB文件的构建了。这里的每一个pose都保存在这个mdb文件。这样就添加一个pose进这个mdb文件中了。6. 到这里我们已经完成“分析阶段”从第一篇走到这里我们实际上已经完成了一次完整的设计前分析准备蛋白–配体结构——识别关键相互作用——分析口袋空间——寻找化学热点——确定可能的生长方向——记录原始配体状态现在终于可以真正回答Tarceva 应该从哪里开始改下一步不再只是观察。我们将直接复制当前 Tarceva并在 EGFR 结合口袋中修改它的取代基。下一篇MOE基于结构的药物设计八MOE Builder——如何直接在结合口袋中修改配体