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タンパク質リガンド結合サイト解析システム ViewContacts/Scorpion

豪州DesertSci社開発のViewContacts/Scorpionは、タンパク質リガンド複合体の結合サイトを解析するシステムです。ViewContactsは様々な非共有結合を分類し、タンパク質とリガンド間の結合に重要な相互作用を正確かつ迅速に発見します。また、Scopionは全く新しい手法(ネットワークモデル)でタンパク質とリガンドの結合におけるアフィニティをスコアリングします。

ViewContacts/ScorpionはDesertSci社と欧米大手製薬企業との共同研究によって開発されたシステムです。

ViewContacts
ViewContacts は、原子タイプを自動アサインしすることで タンパク質リガンド複合体の結合サイトにおける各種の非共有結合性の相互作用を解析するソフトです。 また分子周辺に存在する水分子の置換ポテンシャルを評価します。相互作用は以下に分類します。

1. hydrogen bond 2. metal
3. ionic 4. cation-dipole
5. cation-pi 6. diploar
7. halogen 8. hydrogen bond_donor-pi
9. pi-pi 10. vdW
11. close contacts of wrongly matched atom types 12. clashes of atom pairs
13. desolvation penalty


VC_Interaction.bmp
相互作用の表示


VC_Water.bmp
水分子の置換ポテンシャル表示


Scorpion
Scorpionは、「ネットワークモデル」を用いてタンパク質リガンド間のアフィニティを評価するスコアリングシステムです。ViewContactsが識別した、各種の相互作用が織りなすネットワークパスを記述子とし、遺伝的アルゴリズムで最適化したものです。

SC_Network.bmp
相互作用する部位が増えると複雑なネットワークが形成され結合力をより強固にする。


SC_Descriptor.bmp
ネットワークパス記述子の例


SC_AtomColor.bmp
各原子のスコアを表示し、リガンド結合時のアフィニティの高さを色別に示します。
スコア高: 赤>紫>青>グレー :スコア低


ホットスポットサーチ・フラグメントスキャン
Scorpionスコアを基に、理想的な相互作用を得られる座標を検索し(ホットスポットサーチ)と見つかったホットスポットを満たす置換基候補を合わせて提案します(フラグメントスキャン)。

SC_HotspotSearch.bmp SC_FragmentScan.bmp


参考文献
Small world network strategies for studying protein structures and binding
Neil R. Taylor
Computational and Structural Biotechnology Journal Volume No: 5, Issue: 6, February 2013, e201302006
http://dx.doi.org/10.5936/csbj.201302006


Rationalizing Tight Ligand Binding Through Cooperative Networks
Bernd Kuhn, Julian Fuchs, Michael Reutlinger, Martin Stahl and Neil R. Taylor
J. Chem. Inf. Model., 2011, 51 (12), pp 3180-3198
http://dx.doi.org/10.1021/ci200319e


稼働環境
ViewContacts/Scorpionの稼働環境は以下となります。

- サーバー:RedHat Enterprise Linux 6、CentOS 6以降
- データベース:Oracle またはMySQL
- クライアント:Windows, Linux, Mac
- クライアント用Webブラウザ:Internet Explorer, Firefox, Google Chrome等各種に対応
- クライアント用分子グラフィックツール:Pymol, OpenAstexViewer, CCG社MOE等


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