Результат четвертого семинара НУГ "Молекулярное моделирование для синтеза практически важных веществ"

На семинаре Бурденкова Александра продемонстрировала алгоритм проведения квантово-механической оптимизации геометрии с помощью полуэмпирического метода GFN2-xTB. Данный метод является универсальным для вычисления различных моделей белка, содержащих свыше 500 атомов, и позволяет проводить полную оптимизацию геометрии с высокой точностью без дополнительных эмпирических параметров.В начале доклада был рассмотрен процесс подготовки структуры комплекса белок-лиганд включающий в себя восстановление состояния протонирования структуры с помощью программы BuildModel и построение модели, состоящей из лиганда и окружающих его важных остатков белка. Для обнаружения пропущенной аминокислоты, которая непосредственно участвует в формировании активного центра исследуемой структуры, была построена выпуклая оболочка (кристаллоподобный многогранник) вокруг сформированных ранее остатков белка, включающая при этом все остатки, имеющие хотя бы один атом внутри построенной ранее выпуклой оболочки. Далее был продемонстрирован алгоритм проведения квантово-механической оптимизации, используя подготовленную на предыдущем шаге модель, и получение наиболее стабильной структуры  соединения. Также была вычислена разница в энергиях между белковыми комплексами и свободными лигандами и получено отношение констант ингибирования исследуемых реакций.