欢迎来到青岛农业大学于浩教授团队 开放交流·合作共赢 山东省现代农业产业技术体系食用菌体系

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主笔：于浩

导读

1、本教程是AlphaFold3系列的第3篇教程，前面两个教程分别介绍了 “AlphaFold3的本地化安装” 、 “AlphaFold3预测蛋白结构” 、 “AlphaFold3预测蛋白与蛋白相互作用” 、 “蛋白与核酸相互作用“，上面的教程基本上覆盖了AlphaFold3的主要功能，本教程补上最后一个功能 ”蛋白与小分子的分子对接（相互作用）“。由于”抗体-抗原复合物结构“等研究我们不涉及所以其他复杂功能暂时就不介绍了。此外，对于翻译后修饰（PTMs）、DNA碱基修改等内容会逐渐的补充到蛋白结构预测和蛋白-DNA相互作用等教程中，也不再单独列出来了。

其他两个教程的超链接：

AlphaFold3：利用AlphaFold3进行蛋白质三级结构预测&AlphaFold3的本地安装

AlphaFold3：预测蛋白-蛋白相互作用&预测蛋白-DNA相互作用

2、蛋白与小分子的分子对接使用最多的工具是AutoDock Vina，这个在后面还会单独做教程，到时候会简单的介绍一下蛋白小分子分子对接的一些背景，这里也不做介绍了。

注意：使用Alphafold3预测蛋白小分子相互作用不是传统的 “分子对接（Docking）” 而是属于 “联合结构预测” 的逻辑。

3、对于结果的分析后面会陆续添加。

利用AlphaFold3进行“蛋白-小分子”分子对接

(一)、本教程使用的例子

漆酶是食用菌降解木质素的主要胞外酶，漆酶除了能够作用于木质素，还能够对木质素降解产物进行分解，尤其是其中的酚类化合物。对羟基苯甲酸是木质素降解产物之一，本教程就来研究一下漆酶与对羟基苯甲酸之间的分子对接过程。

选择的漆酶是来自我们已经发表的一篇文章：

SrLac9蛋白序列如下：

>MDBSrug1_07931.1
MLSLLAVALLPAAYAAIGPRANVFIQNKIISPDGFNRSAVLAGGVQGKPTFPGPLITGEKGDTFSLNVVNELNDTTMLTSTSIHWHGLFQRGTAWADGPVGVTQCPIIPGNSFNYQFQALDQAGTYWYHSHYSTQYCDGLRGAMVIYDPNDPYKNQYDYDDDSTVITLADWYHTVAPVLGASKTPPKSDATLINGLGRFSANDTSPLAVISVVPNKRYRFRLVSISCDPNFTFSIDNHTMTIIEVDGNNVQPLSVDSIQIYAGQRYSFILQANQRPSNYWARALPNIGPAGFTGGVNSAILRYVGAPEADPTTPLVPSTRPMLETQLQPLTNPAAPGPAVPPALSNGEVIPLSFNISFNGSDFAVNNFTFQPPPMPVLLQILSGKHKAQELLPVGSVYTLPPNKVIEITIPGGTLGAPHPIHLHGHAFSVIRSAGSNVTNYNNPVRRDVVNSGSSTSDLVTIRFETDNAGPWIMHCHIDWHLDKGLAIVLAENVDGIAQLNPPVAWDQLCPAFDALPPQTFNN

(二)、AlphaFold3在线服务器进行 蛋白-小分子 互作研究

首先登录在线服务器，依次将漆酶的蛋白序列、4个Cu2+离子输入到对话框中。

小分子需要以配体（ligand）的形式添加，但是在线服务器的ligand选项中不能自己手动输入小分子的结构，因此必须要从下拉框中选择。但是下拉框中没有“对羟基苯甲酸”，因此无法用在线服务器完成本任务，只能用本地服务器。

(三)、在本地服务器进行“蛋白-小分子” 互作研究

1、小分子的结构分子准备

AlphaFold3预测蛋白与小分子相互作用时小分子需要以配体（ligand）的形式添加，配体分子的结构可以用该分子的CCD code 或者 SMILES（Simplified Molecular Input Line Entry System）表示法来表示。

2、分子的SMILES表示法查询

🔗 访问网址： https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/

搜索 “p-hydroxybenzoic acid” ，查看 SMILES信息，可以通过CAS号来确认是否是自己想要检索的分子。

可以看到对羟基苯甲酸的SMILES表示法为：

SMILES: C1=CC(=CC=C1C(=O)O)O

3、分子的CCD Codes查询

通过 RCSB PDB 官网搜索（推荐）

🔗 网址：https://www.rcsb.org/

进入网址，在顶部搜索框输入 分子名称（如 “P-HYDROXYBENZOIC ACID”）点击进入后，URL 或页面会显示其 CCD ID（即 3 字符代码）

可以看到对羟基苯甲酸的CCD Codes为：PHB

4、Json文件准备

这里就采用SMILES的表示法来写 JSON 文件，也可以使用 CCD Codes 表示法，CCD Codes可以参考上一个教程。

Cu离子一共是4个也需要以Ligand的形式添加。

json格式的蛋白输入文件

{
"name": "promol_lacphb",
"modelSeeds": [2077],
"sequences": [
   {
     "protein": {
       "id": "A",
       "sequence": "MLSLLAVALLPAAYAAIGPRANVFIQNKIISPDGFNRSAVLAGGVQGKPTFPGPLITGEKGDTFSLNVVNELNDTTMLTSTSIHWHGLFQRGTAWADGPVGVTQCPIIPGNSFNYQFQALDQAGTYWYHSHYSTQYCDGLRGAMVIYDPNDPYKNQYDYDDDSTVITLADWYHTVAPVLGASKTPPKSDATLINGLGRFSANDTSPLAVISVVPNKRYRFRLVSISCDPNFTFSIDNHTMTIIEVDGNNVQPLSVDSIQIYAGQRYSFILQANQRPSNYWARALPNIGPAGFTGGVNSAILRYVGAPEADPTTPLVPSTRPMLETQLQPLTNPAAPGPAVPPALSNGEVIPLSFNISFNGSDFAVNNFTFQPPPMPVLLQILSGKHKAQELLPVGSVYTLPPNKVIEITIPGGTLGAPHPIHLHGHAFSVIRSAGSNVTNYNNPVRRDVVNSGSSTSDLVTIRFETDNAGPWIMHCHIDWHLDKGLAIVLAENVDGIAQLNPPVAWDQLCPAFDALPPQTFNN"
     }
   },
   {
     "ligand": {
       "id": ["W", "Z", "Y", "X"],
       "ccdCodes": ["CU"]
     }
   },
  {
    "ligand": {
      "id": ["F"],
      "smiles": "C1=CC(=CC=C1C(=O)O)O"
    }
  }
],
"dialect": "alphafold3",
"version": 1
}

5、进行蛋白结构预测

json格式的文件放到 af-input 目录下面，运行代码参考之前的教程，都是一样的。

运行比较长的时间（跟服务器性能有关系），然后就会出结果，将结果下载下来，利用ChimeraX或者PyMOL打开就可以看到了。

(四)、“分子对接”结果展示

下面是利用ChimeraX打开的分子对接的结果