Chapter 3 結果與討論 (Results and Discussion)
3.3 晶體結構評估
在探討 No. of Operation 的收斂性之前，我們利用三個條件評估原始結晶結構對 於 Docking 實驗的適用性。第一個條件為蛋白質活化位置的體積。我所使用的是英 國 University of Leeds, Institute of Molecular and Cellular Biology 中 Richard M.
Jackson 教授團隊所開發的軟體 Pocket-Finder57評估蛋白質整體及活化位置的體積。
從 Table 21 中可看出計算出來的活化位置、整體蛋白質體積。從結果看的出來，由 於兩個主要的結晶結構序列皆相同，所以整體蛋白質體積(Protein Volume)是相同的；
但是結合位置體積(Binding Site Volume)就不相同了。對於分子嵌合實驗來說，結合 位置的體積大小直接影響到篩選的可信度及適當性。
Table 21: 3JS2 與 1AGW 結晶結構蛋白質的體積
3JS2 1AGW
Binding Site Volume 4413 Å3 1617 Å3 Protein Volume 56824 Å3 56824 Å3
第二個部分我再現了 2OJJ、1AGW 兩個結構(Figure 26)，3JS2 中 VM1 再現的 結果很好，其 RMSD 值小於 2，並且三度空間的位向也十分接近。然而我們發現 1AGW 的 SU2 結晶結構一直沒有辦法有很好的再現效果，其 RMSD 值總是會遠大 於 2，結構上的差異性大約為一個環的平移。至於為什麼會造成這種現象，從 Figure 27 蛋白質複合體中可以看的出來，原本結晶構型中的分子 SU2 有 1 至兩個環並非直 接與蛋白質結合而是暴露在水溶液環境下，並且可以明顯觀察到 1AGW 缺了 Glycine-rich Loop 的序列。而我們在做分子嵌合實驗時，由於尋找的是整體蛋白質 與抑制劑分子之間所具有最大結合力的構型，所以程式在評估與計算的時候因為序 列的不完整而會錯誤評估。且可以從這個地方看的出來，原本 DUD 所使用的 1AGW 結晶結構並非最適當的結構，後來結晶出來的 3JS2 在結構上明顯優於 1AGW。
RMSD: 1.62 Å RMSD: 6.52 Å Figure 26: GOLD 軟體所再現的小分子結構 左: 3JS2 中的分子 VM1；右: 1AGW 中的分子 SU2
白: 原 SU2 結晶結構；紫: 計算後 SU2 結構
Figure 27: SU2 分子在 1AGW 蛋白質結構中的位置與本身之結構缺陷 白: 原 SU2 結晶結構；紫: 計算後 SU2 結構
第三個部分我針對了上述四個蛋白質結構(3JS2 a-chain、b chain、1AGW、
1AGW-complete)設定一系列條件，測試這些條件中哪個結構中可以得到最好的挑選 效果。這些條件包含四個類別:
1. 固定蛋白質位置(Rigid)。
2. 固定蛋白質位置並且加上 Ala564 主鍊上面的氫鍵限制(Rigid & Constraint)。
3. 單純擺動 Leu484、Lys514、Glu562、Arg627 四個鍊長較長的氨基酸側鍊。
(Side-chain Flexibility)
4. 擺動 Leu484、Lys514、Glu562、Arg627 四個氨基酸側鍊並且加上 Ala564 主鍊上 面的氫鍵限制 (Side-chain Flexibility & Constraint)。
之所以挑選鍊長較長的氨基酸做測試，是因為在 2000 年 Najmaonvich 發表的文 獻58中提到，長鍊胺基酸的擺動幅度對 Ligand Binding 有著較顯著的影響，所以我 們在這邊便擺動一些鍊長較長的氨基酸測試不同蛋白質結構
其結果如 Table 22、Table 23、Table 24。從這三個表中可以看的出來 3JS2 a / b-chain 的表現平均來說明顯優於剩下的三個結構。也就是說其挑選出的活性分子數 量平均來說無論在何種設定條件下都多於其他結構。
從 3.3 節中的三個部分，我們可以明顯的得知比起 1AGW 晶體，3JS2 晶體在結 合位置體積、結構完整性與抑制劑再現性、不同條件下測試挑選的活性分子數量皆 具有更佳的表現。因此在下一節中我們探討的收斂性是以 3JS2 中整體表現最優良的 b-chain 為主體，探討在不同的 Number of Operation 時候，擺動側鍊以及氫鍵位置限 制條件的收斂效果。
Table 22: 各種設定條件對四個結構挑選活性分子的評估(No. of Ligands)