PL-PatchSurfer: a novel molecular local surface-based method for exploring protein-ligand interactions.
PL-PatchSurfer: a novel molecular local surface-based method for exploring protein-ligand interactions.
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DOI：
10.3390/ijms150915122
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发表时间：
2014-08-27
影响因子：
5.6
通讯作者：
Kihara D
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hu B;Zhu X;Monroe L;Bures MG;Kihara D
基于结构的计算方法已被广泛用于探索蛋白质-配体相互作用，包括基于它们的结构互补性预测给定蛋白质的结合配体。与其他蛋白质和配体表示相比，表面表示的优点包括对口袋和配体构象的细微变化的敏感性降低以及快速搜索速度。在这里，我们开发了一种新的方法命名为PL-PatchSurfer（蛋白质配体PatchSurfer）。PL-PatchSurfer将蛋白质结合口袋和配体分子表面表示为分段表面补丁的组合。每个补丁的特征在于其几何形状和静电势，这是使用3D泽尔尼克描述符（3DZD）表示。我们首先在结合配体预测上测试了PL-PatchSurfer，发现它优于基于口袋相似性的配体预测程序。然后，我们使用PDBbind数据集优化了PL-PatchSurfer的搜索算法。最后，我们探索了将PL-PatchSurfer应用于更大和更多样化的数据集的实用性，并表明PL-PatchSurfer能够为大多数目标提供高早期富集。据我们所知，PL-PatchSurfer是第一个基于表面补丁的方法，在蛋白质结合位点处理配体互补性。我们相信，使用表面补丁的方法，以更好地了解蛋白质配体的相互作用，有可能显着提高新的配体的设计，为广泛的药物靶点。
Structure-based computational methods have been widely used in exploring protein-ligand interactions, including predicting the binding ligands of a given protein based on their structural complementarity. Compared to other protein and ligand representations, the advantages of a surface representation include reduced sensitivity to subtle changes in the pocket and ligand conformation and fast search speed. Here we developed a novel method named PL-PatchSurfer (Protein-Ligand PatchSurfer). PL-PatchSurfer represents the protein binding pocket and the ligand molecular surface as a combination of segmented surface patches. Each patch is characterized by its geometrical shape and the electrostatic potential, which are represented using the 3D Zernike descriptor (3DZD). We first tested PL-PatchSurfer on binding ligand prediction and found it outperformed the pocket-similarity based ligand prediction program. We then optimized the search algorithm of PL-PatchSurfer using the PDBbind dataset. Finally, we explored the utility of applying PL-PatchSurfer to a larger and more diverse dataset and showed that PL-PatchSurfer was able to provide a high early enrichment for most of the targets. To the best of our knowledge, PL-PatchSurfer is the first surface patch-based method that treats ligand complementarity at protein binding sites. We believe that using a surface patch approach to better understand protein-ligand interactions has the potential to significantly enhance the design of new ligands for a wide array of drug-targets.
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影响因子：
5.6
作者：
Hawkins, Paul C. D.;Nicholls, Anthony
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