Vina 1.2.0 --一次10年的更新

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发布于 2021-08-19 10:29:19

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Vina 1.2.0 一次10年的更新

简介：

Vina 作为使用最广的对接软件之一，上一版本的 Vina 1.1.2 发布于 2010 年，已经有 10 年没有更新，最近终于更新了新版本，来尝尝鲜。vina 是一个有简单的评分函数和快速梯度优化构象搜索的分子对接程序，由 Dr. Oleg Trott 所创造，目前由 The Scripps Research Institute 的 Forli Lab 所维护。

AutoDock4.2 和 Vina 打分函数
支持多配体同时对接和虚拟筛选的批处理模式
支持大环分子
水合分子对接
可以写出以及导入 Autodock 的 maps
Python3 binding
Apache License, Version 2.0.

已知的 vina 系列拓展对接工具 QuickVina，Smina，Vina-Carb，VinaXB，Vinardo

改进：

vina 支持 AD4
1. vina 支持 AD4 的打分函数，
2. vina 支持 AD4 的 Grid map
新原子类型扩展了 Vina 和 AD4 评分函数，以支持水合对接方法和大环分子取样方法所要求的原子和伪原子的新原子类型。这些原子类型在源代码中实现。此外，我们还为硅添加了参数，以满足用户对公共存储库（如 Zinc 数据库）中涵盖的化学空间更好的支持。
新的对接手段
1. 同时多个配体对接
2. 水合对接 , 配体与受体之间含有水的相互作用时
3. AutoDock4 Zn ，可以提供一个特殊力场用于含有 Zn 的 ligand 进行对接
4. 大环化合物构象采样
5. python 接口

案例：

软件准备

安装 vina

使用 conda, 推荐这样省时省力

conda create -n vina python=3
conda activate vina
conda install -c conda-forge -c ccsb-scripps vina

下载 ADFR 套装

https://ccsb.scripps.edu/adfr/downloads/

此套装包含功能：

ADFR v1.2 and 相关脚本
AutoSite v1.0 and v1.1
AutoGrid4.2
prepare_receptor

安装 Meeko

提供 ADFR 所没有的一些工具，如

安装：

conda install -c ccsb-scripps meeko

水合对接

基础对接流程

受体准备

$ prepare_receptor -r 1iep_receptorH.pdb -o 1iep_receptor.pdbqt

配体准备

mk_prepare_ligand.py -i 1iep_ligand.sdf -o 1iep_ligand.pdbqt --add_hydrogen --pH 7.4

使用 vina 进行对接

vina  --ligand 1iep_ligand.pdbqt --maps 1iep_receptor --scoring ad4 --exhaustiveness 32 --out 1iep_ligand_ad4_out.pdbqt

需要先提供 vina 的 config

center_x = 15.190
center_y = 53.903
center_z = 16.917
size_x = 20.0
size_y = 20.0
size_z = 20.0

随后进行对接

vina --receptor 1iep_receptor.pdbqt --ligand 1iep_ligand.pdbqt --config 1iep_receptor_vina_box.txt --exhaustiveness=32 --out 1iep_ligand_vina_out.pdbqt

使用 vina 对接的结果

Scoring function : vina
Rigid receptor: 1iep_receptor.pdbqt
Ligand: 1iep_ligand.pdbqt
Center: X 15.19 Y 53.903 Z 16.917
Size: X 20 Y 20 Z 20
Grid space: 0.375
Exhaustiveness: 32
CPU: 0
Verbosity: 1

Computing Vina grid ... done.
Performing docking (random seed: -131415392) ...
0%   10   20   30   40   50   60   70   80   90   100%
|----|----|----|----|----|----|----|----|----|----|
***************************************************

mode |   affinity | dist from best mode
     | (kcal/mol) | rmsd l.b.| rmsd u.b.
-----+------------+----------+----------
   1       -12.92          0          0
   2       -10.97      3.012      12.42
   3       -10.79      3.713      12.19
   4       -10.69      3.913      12.36
   5       -10.32      2.538      12.64
   6       -9.464      2.916      12.53
   7       -9.204       1.35      2.025
   8       -9.137      1.596      2.674
   9       -8.637      3.969      12.69

使用 vina 的力场

Python binding

#! /usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
from vina import Vina
# 如果你想用AutoDock4 或者Vinardo,可以换为vina，ad4 或者vinardo
v = Vina(sf_name='vina')

v.set_receptor('1iep_receptor.pdbqt')

v.set_ligand_from_file('1iep_ligand.pdbqt')
v.compute_vina_maps(center=[15.190, 53.903, 16.917], box_size=[20, 20, 20])

# 对pose打分
energy = v.score()
print('Score before minimization: %.3f (kcal/mol)' % energy[0])

# 本地最小化pose
energy_minimized = v.optimize()
print('Score after minimization : %.3f (kcal/mol)' % energy_minimized[0])
v.write_pose('1iep_ligand_minimized.pdbqt', overwrite=True)

# 对接
v.dock(exhaustiveness=32, n_poses=20)
v.write_poses('1iep_ligand_vina_out.pdbqt', n_poses=5, overwrite=True)

参考：

Vina 1.2.0: Eberhardt J, Santos-Martins D, Tillack A, Forli S. AutoDock Vina 1.2.0: New Docking Methods, Expanded Force Field, and Python Bindings. ChemRxiv. Cambridge: Cambridge Open Engage; 2021; This content is a preprint and has not been peer-reviewed.
Vina 1.1.2 :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. 2010 Jan 30;31(2):455-61. doi: 10.1002/jcc.21334. PMID: 19499576; PMCID: PMC3041641.
https://github.com/ccsb-scripps/AutoDock-Vina

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原始发表：2021-08-14，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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