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Introduction

  • MM-PBSA和MM-GBSA是用于计算蛋白-配体复合物结合自由能的两种方法。

  • MM-PBSA方法通过求解泊松-玻尔兹曼方程计算溶剂化自由能的静电贡献。

  • MM-GBSA方法通过广义波恩方程计算溶剂化自由能的静电贡献。

  • 两种方法都可以使用Amber软件进行计算，并且可以通过Perl脚本[mm_pbsa.pl](prompt://ask_markdown?question=mm_pbsa.pl)或Python脚本[MMPBSA.py](prompt://ask_markdown?question=MMPBSA.py)来实现。

  • MM-PBSA和MM-GBSA的计算通常包括气相能量、溶剂化自由能和熵的贡献。

  • Amber教程提供了详细的步骤来构建初始结构、运行模拟、提取快照并计算结合自由能。

MM-PBSA方法 [1]

  • 定义: MM-PBSA方法用于计算蛋白-配体复合物的结合自由能。

  • 静电贡献: 通过求解泊松-玻尔兹曼方程计算溶剂化自由能的静电贡献。

  • 非极性贡献: 通过经验模型计算溶剂化自由能的非极性贡献。

  • 气相能量: 计算受体和配体之间的平均相互作用能。

  • 熵贡献: 可以通过简正模式分析计算熵的变化。

  • 适用范围: 适用于蛋白、蛋白复合物、小分子、多肽等。

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MM-GBSA方法 [1]

  • 定义: MM-GBSA方法用于计算蛋白-配体复合物的结合自由能。

  • 静电贡献: 通过广义波恩方程计算溶剂化自由能的静电贡献。

  • 非极性贡献: 通过经验模型计算溶剂化自由能的非极性贡献。

  • 气相能量: 计算受体和配体之间的平均相互作用能。

  • 熵贡献: 可以通过简正模式分析计算熵的变化。

  • 适用范围: 适用于蛋白、蛋白复合物、小分子、多肽等。

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计算步骤 [1]

  • 构建初始结构: 使用tleap工具构建蛋白-配体复合物的初始结构。

  • 运行模拟: 进行能量最小化、升温、密度平衡和等压平衡模拟。

  • 提取快照: 从成品模拟轨迹中提取快照用于MM-PBSA/MM-GBSA计算。

  • 计算结合自由能: 使用Perl脚本mm_pbsa.pl或Python脚本MMPBSA.py计算结合自由能。

  • 分析结果: 对计算结果进行平均并分析结合自由能的不同贡献。

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Amber教程 [1]

  • 教程A3: 详细介绍了如何使用MM-PBSA方法计算蛋白-配体复合物的结合自由能。

  • 教程A24: 介绍了使用FEW工具进行自由能计算的方法，包括MM-PBSA和MM-GBSA。

  • 教程内容: 包括构建初始结构、运行模拟、提取快照、计算结合自由能等步骤。

  • 脚本使用: 教程中演示了如何使用Perl脚本mm_pbsa.pl和Python脚本MMPBSA.py进行计算。

  • 示例体系: 教程中使用了RAS-RAF蛋白复合物和雌激素受体-雷洛昔芬复合物作为示例。

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结合自由能的计算 [1]

  • 气相能量: 计算受体和配体之间的平均相互作用能。

  • 溶剂化自由能: 通过求解泊松-玻尔兹曼方程或广义波恩方程计算静电贡献，并添加非极性贡献。

  • 熵贡献: 可以通过简正模式分析计算熵的变化。

  • 单轨迹方法: 从单一轨迹获得所有三个物种的快照，简化计算。

  • 结果分析: 对计算结果进行平均并分析结合自由能的不同贡献。

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