التقييم الشامل لعشرة برامج ربط على مجموعة متنوعة من معقدات البروتين–الليجاند: دقة التنبؤ بقوة العينة وقوة التقييم

بوصفها واحدة من أكثر الأساليب الحسابية شهرة في تصميم الأدوية القائم على الهيكل الحديث، يمكن استخدام الربط الجزيئي ليس فقط لتحديد التوافق الصحيح لليجاند داخل جيب الربط المستهدف ولكن أيضًا لتقدير قوة التفاعل بين الهدف والليجاند. في الوقت الحاضر، مع توفر مجموعة متنوعة من برامج الربط للمجتمع العلمي، فإن الفهم الشامل لمزايا وقيود كل برنامج ربط يعتبر أمرًا مهمًا بشكل أساسي لإجراء دراسات ربط أكثر منطقية وما يشابهها من فحص افتراضي قائم على الربط. في الدراسة الحالية، استنادًا إلى مجموعة بيانات واسعة تضم 2002 معقد بروتين-ليجاند من قاعدة بيانات PDBbind (الإصدار 2014)، تم تقييم أداء عشرة برامج ربط، بما في ذلك خمسة برامج تجارية (LigandFit، Glide، GOLD، MOE Dock، وSurflex-Dock) وخمسة برامج أكاديمية (AutoDock، AutoDock Vina، LeDock، rDock، وUCSF DOCK)، بشكل منهجي من خلال فحص دقة توقع وضعيات الربط (قوة العينة) وتقدير قوة الارتباط (قوة التقييم). أظهرت نتائجنا أن GOLD وLeDock كان لديهما أفضل قوة عينة (GOLD: 59.8% دقة لأفضل وضعيات مسجلة؛ LeDock: 80.8% دقة لأفضل الوضعيات) وأن AutoDock Vina كان لديه أفضل قوة تقييم (rp/rs من 0.564/0.580 و0.569/0.584 لأفضل وضعيات مسجلة وأفضل وضعيات)، مما يشير إلى أن البرامج التجارية لم تظهر الأداء الأفضل المتوقع مقارنة بالأكاديمية. بشكل عام، يمكن تحديد وضعيات ارتباط الليجاند في معظم الحالات بواسطة برامج الربط المُقيّمة ولكن لم يكن من الممكن التنبؤ بشكل جيد بترتيب ارتباطات القوة لقاعدة البيانات الكاملة من قبل معظم برامج الربط. ومع ذلك، بالنسبة لبعض أنواع عائلات البروتين، يمكن تحقيق ارتباطات خطية مرتفعة نسبيًا بين درجات الربط وقيم الربط التجريبية. على حد علمنا، كانت هذه الدراسة هي الأكثر شمولاً لتقييم برامج الربط الجزيئي الشعبية في السنوات الخمس الماضية. من المتوقع أن تقدم أعمالنا معلومات مفيدة للتطبيق الناجح لهذه الأدوات الربط على متطلبات وأهداف مختلفة.