Achieving reliability and high accuracy in automated protein docking: ClusPro, PIPER, SDU, and stability analysis in CAPRI rounds 13-19.
Achieving reliability and high accuracy in automated protein docking: ClusPro, PIPER, SDU, and stability analysis in CAPRI rounds 13-19.
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DOI：
10.1002/prot.22835
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发表时间：
2010-11-15
影响因子：
2.9
通讯作者：
Vajda, Sandor
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kozakov, Dima;Hall, David R.;Beglov, Dmitri;Brenke, Ryan;Comeau, Stephen R.;Shen, Yang;Li, Keyong;Zheng, Jiefu;Vakili, Pirooz;Paschalidis, Ioannis Ch.;Vajda, Sandor
关键词：
我们的蛋白质-蛋白质对接方法包括三个主要步骤。首先，我们运行Piper，这是一个基于快速傅立叶变换(FFT)相关方法的刚体对接程序，扩展到使用成对相互作用势。接下来，1000个最好的能量构象被聚集在一起，而最大的30个簇被保留下来进行精化。第三，通过短蒙特卡罗模拟对团簇的稳定性进行了分析，并用中期优化方法SDU对团簇结构进行了优化。该方法的前两个步骤在ClusPro 2.0蛋白质对接服务器中实现。尽管最后一步是完全自动化的，但计算成本太高，无法包含在服务器中。通过比较ClusPro在Capri第13-19轮中获得的模型，通过对ClusPro预测的改进，以及所有预测小组的改进，我们得出了三个结论。首先，在Capri的历史上，我们的自动化ClusPro服务器第一次能够与最好的人类预测者小组竞争。其次，选择排名最高的模型，我们目前的方案可靠地从分离结晶的蛋白质的结构中生成高质量的蛋白质-蛋白质复合体结构，即使在缺乏生物信息的情况下，假设骨架构象变化有限。第三，尽管偶尔会取得成功，但同源建模需要进一步改进才能获得可靠的对接结果。
Our approach to protein-protein docking includes three main steps. First we run PIPER, a rigid body docking program based on the Fast Fourier Transform (FFT) correlation approach, extended to use pairwise interactions potentials. Next, the 1000 best energy conformations are clustered, and the 30 largest clusters are retained for refinement. Third, the stability of the clusters is analyzed by short Monte Carlo simulations, and the structures are refined by the medium-range optimization method SDU. The first two steps of this approach are implemented in the ClusPro 2.0 protein-protein docking server. Despite being fully automated, the last step is computationally too expensive to be included in the server. Comparing the models obtained in CAPRI rounds 13–19 by ClusPro, by the refinement of the ClusPro predictions, and by all predictor groups, we arrived at three conclusions. First, for the first time in the CAPRI history, our automated ClusPro server was able to compete with the best human predictor groups. Second, selecting the top ranked models, our current protocol reliably generates high quality structures of protein-protein complexes from the structures of separately crystallized proteins, even in the absence of biological information, provided that there is limited backbone conformational change. Third, despite occasional successes, homology modeling requires further improvement to achieve reliable docking results.
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