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Aromatic interactions at the ligand–protein interface: Implications for the development of docking scoring functions
Chemical Biology & Drug Design ( IF 3 ) Pub Date : 2017-08-31 , DOI: 10.1111/cbdd.13084
Michal Brylinski 1, 2
Affiliation  

The ability to design and fine‐tune non‐covalent interactions between organic ligands and proteins is indispensable to rational drug development. Aromatic stacking has long been recognized as one of the key constituents of ligand–protein interfaces. In this communication, we employ a two‐parameter geometric model to conduct a large‐scale statistical analysis of aromatic contacts in the experimental and computer‐generated structures of ligand–protein complexes, considering various combinations of aromatic amino acid residues and ligand rings. The geometry of interfacial π–π stacking in crystal structures accords with experimental and theoretical data collected for simple systems, such as the benzene dimer. Many contemporary ligand docking programs implicitly treat aromatic stacking with van der Waals and Coulombic potentials. Although this approach generally provides a sufficient specificity to model aromatic interactions, the geometry of π–π contacts in high‐scoring docking conformations could still be improved. The comprehensive analysis of aromatic geometries at ligand–protein interfaces lies the foundation for the development of type‐specific statistical potentials to more accurately describe aromatic interactions in molecular docking. A Perl script to detect and calculate the geometric parameters of aromatic interactions in ligand–protein complexes is available at https://github.com/michal-brylinski/earomatic. The dataset comprising experimental complex structures and computer‐generated models is available at https://osf.io/rztha/.

中文翻译:

配体-蛋白质界面的芳香相互作用:对接评分功能的发展

设计和微调有机配体与蛋白质之间非共价相互作用的能力对于合理的药物开发是必不可少的。长期以来,芳香堆积一直是配体-蛋白质界面的关键组成部分之一。在本交流中,我们考虑到芳族氨基酸残基和配体环的各种组合,采用两参数几何模型对配体-蛋白质复合物的实验和计算机生成结构中的芳族接触进行大规模统计分析。晶体结构中界面π-π堆积的几何形状与为简单系统(如苯二聚体)收集的实验和理论数据一致。许多当代的配体对接程序都利用范德华力和库仑势隐式地处理芳香族堆积。尽管这种方法通常可以提供足够的特异性来模拟芳香相互作用,但仍可以改善高得分对接构象中π-π接触的几何形状。对配体-蛋白质界面上的芳族几何结构进行全面分析,是开发特定类型的统计潜力以更准确地描述分子对接中芳族相互作用的基础。在https://github.com/michal-brylinski/earomatic上可以找到Perl脚本来检测和计算配体-蛋白质复合物中芳族相互作用的几何参数。包含实验复杂结构和计算机生成模型的数据集可在https://osf.io/rztha/获得。高得分对接构象中的π-π接触几何形状仍可改善。对配体-蛋白质界面上的芳族几何结构进行全面分析,是开发特定类型的统计潜力以更准确地描述分子对接中芳族相互作用的基础。在https://github.com/michal-brylinski/earomatic上可以找到Perl脚本来检测和计算配体-蛋白质复合物中芳族相互作用的几何参数。包含实验复杂结构和计算机生成模型的数据集可在https://osf.io/rztha/获得。高得分对接构象中的π-π接触几何形状仍可改善。对配体-蛋白质界面上的芳族几何结构进行全面分析,是开发特定类型的统计潜力以更准确地描述分子对接中芳族相互作用的基础。在https://github.com/michal-brylinski/earomatic上可以找到Perl脚本来检测和计算配体-蛋白质复合物中芳族相互作用的几何参数。包含实验复杂结构和计算机生成模型的数据集可在https://osf.io/rztha/获得。对配体-蛋白质界面上的芳族几何结构进行全面分析,是开发特定类型的统计潜力以更准确地描述分子对接中芳族相互作用的基础。在https://github.com/michal-brylinski/earomatic上可以找到Perl脚本来检测和计算配体-蛋白质复合物中芳族相互作用的几何参数。包含实验复杂结构和计算机生成模型的数据集可在https://osf.io/rztha/获得。对配体-蛋白质界面上的芳族几何结构进行全面分析,是开发特定类型的统计潜力以更准确地描述分子对接中芳族相互作用的基础。在https://github.com/michal-brylinski/earomatic上可以找到Perl脚本来检测和计算配体-蛋白质复合物中芳族相互作用的几何参数。包含实验复杂结构和计算机生成模型的数据集可在https://osf.io/rztha/获得。
更新日期:2017-08-31
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