开源分子对接软件LeDock之--在单机上快速部署及使用

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前言

本文介绍开源分子对接软件LeDock在Linux Ubuntu上快速便捷安装及简易使用。

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一、LeDock介绍

LeDock是由Hongtao Zhao, PhD开发的一款分子对接软件，目前已可以公开获取使用。Linux版LeDock官方下载地址
LeDock在生成Pose和Scoring上均有一定优势，具体可参考文献，如果您对分子对接感兴趣，一定可以找到一些有意思的测试结果。侯廷军课题组对十种对接程序的从对比测试研究
实际使用当中，LeDock具有较好的计算速度，可以免费获取，是一款虚拟筛选中常用的软件。
由于LeDock是默认单线程计算，后续将介绍如何通过CPU并行实现用Ledock完成虚拟筛选。

二、使用介绍

1. LeDock在Ubuntu上一键安装

Lephar主页提供LeDock及相关程序的介绍，请参考LeDock，LePro，LeWater，LeFrag等下载及介绍，此处不再描述。
将以下脚本保存为 lephar_install.sh，bash ./lephar_install.sh，即下载LeDock所需要的程序到 Lephar文件夹。

#!/bin/bash

#	usage: bash lephar_install.sh
#	downloading LePro, LeDock, LeFrag, LeWater and scripts from www.lephar.com

rm -rf ./Lephar
mkdir ./Lephar && cd Lephar
# Downloading from Lephar
# LePro
wget http://www.lephar.com/download/lepro_linux_x86 && chmod a+x lepro_linux_x86

# LeFrag
#wget http://www.lephar.com/download/LeFrag.pdf
wget http://www.lephar.com/download/lefrag_linux_x86 && chmod a+x lefrag_linux_x86

# LeDock
#wget http://www.lephar.com/download/ledock.pdf
#wget http://www.lephar.com/download/ledock.tutorial.zip && unzip -q -o ledock.tutorial.zip
#wget http://www.lephar.com/download/Practice_on_Virtual_Screening.pdf
wget http://www.lephar.com/download/ledock_linux_x86 && chmod a+x ledock_linux_x86

# LeWater
#wget http://www.lephar.com/download/LeWater.pdf
#wget http://www.lephar.com/download/lewater.tutorial.zip && unzip -q -o lewater.tutorial.zip
wget http://www.lephar.com/download/lewater_linux_x86 && chmod a+x lewater_linux_x86

# Downloading Scripts
#wget http://www.lephar.com/download/QueryDB.zip && unzip -q -o QueryDB.zip && chmod a+x ./QueryDB/QueryDB
wget http://www.lephar.com/download/ledock_anal.zip && unzip -q -o ledock_anal.zip
g++ ./ledock_anal/ledock_anal.cpp -o ./ledock_anal/ledock_anal && chmod a+x ./ledock_anal/ledock_anal ./ledock_anal/ledock_anal.csh
wget http://www.lephar.com/download/dok2mol2.cpp
g++ -std=c++11 dok2mol2.cpp -o dok2mol2 && rm dok2mol2.cpp && chmod a+x dok2mol2
#wget http://www.lephar.com/download/lewater.tcl
#wget http://www.lephar.com/download/ClusterByMCS.zip && unzip -q -o ClusterByMCS.zip

rm -rf ./*.zip ./__MACOSX

filenum=$( ls -lR | grep ^- | wc -l )
if [ $filenum == 9 ]; then
	echo "downloading of scripts was OK..."
else
	echo "downloading error, please check your network and try again..."	
fi
cd ..

exit 0

Lephar文件夹：

2. 脚本一键运行LeDock，输出对接结果

受体-固有配体复合物文件：pdb格式，pdbid 8U2E，命名为 com.pdb
准备对接的小分子文件：mol2格式，已经加电荷并minimization，命名为 lig.mol2，其中一个为上市药物，另一个为8U2E的配体UP9（redock）
运行： 将如下内容保存为 lephar_ledock.sh，与com.pdb和lig.mol2放置于同一个文件夹下，运行bash lephar_ledock.sh，即可完成LePro处理com.pdb生成dock.in及pro.pdb，LeFrag拆分lig.mol2并生成小分子列表文件ligands，LeDock完成对接，最后由ledock_anal提取对接结果汇总。

#!/bin/bash

#	usage: bash lephar_ledock.sh
#	put recptor file com.pdb, ligands to be docked in lig.mol2 file, 
#	then run this script in the same folder

main_folder=$(pwd) 									# 运行脚本的文件夹
# ligands and receptor preparations
rm -rf ledock_workdir; mkdir ledock_workdir; cd ledock_workdir
rm -rf ./ligands_spli; mkdir ligands_spli; cd ligands_spli
cp $main_folder/lig.mol2 $main_folder/com.pdb $main_folder/ledock_workdir

## 拆分main_folder中的待对接小分子，生成分子名称列表ligands文件
$main_folder/Lephar/lefrag_linux_x86 -spli $main_folder/lig.mol2
ls *mol2 > ./ligands

## 根据固有配体生成LeDock输入的dock.in文件；生成受体结构pro.pdb
$main_folder/Lephar/lepro_linux_x86 $main_folder/com.pdb

# ledock docking
$main_folder/Lephar/ledock_linux_x86 dock.in

# docking summary
$main_folder/Lephar/ledock_anal/ledock_anal.csh
mv ./docking_summary.txt $main_folder/ledock_workdir/docking_summary.csv

cd $main_folder

exit 0

对接结果文件:

docking_summary.csv 是对接打分的汇总，内容如下:

Energy为能量打分（kcal/mol），LE为依据Energy的ligand efficiency（即结合能与配体非氢原子数的比值），可作为筛选的初步评估依据。

从对接结果.dok文件中提取pose的pdb文件：

./Lephar/ledock_linux_x86 -spli ./ledock_workdir/ligands_spli/UP9.dok

结果如下：

查看对接pose：

pymol ./ledock_workdir/ligands_spli/UP9_dock001.pdb ./com.pdb

总结

以上简单介绍了Ledock的安装与对接的使用过程，后续将介绍Lepro关于分子对接的更多相关操作。欢迎各位朋友批评指正与交流。

参考来源：

1. http://www.lephar.com/index.htm
2. Zhe Wang, Huiyong Sun, Xiaojun Yao, Dan Li, Lei Xu, Youyong Li, Sheng Tian, Tingjun Hou*, Comprehensive evaluation of ten docking programs on a diverse set of protein-ligand complexes: prediction accuracy of sampling power and scoring power, Physical Chemistry Chemical Physics, 2016, 18, 12964-12975. https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2016/cp/c6cp01555g