网络药理学之薛定谔Schrödinge Maestro：2、基础使用（导入大分子蛋白、更改配体样式、相互作用显示与分析）

本人是win11，薛定谔版本是12.9。
官网：https://www.schrodinger.com/
本篇文章的示例大分子蛋白PDB ID为4KNN，小分子配体的MOL ID为MOL004004。

打开软件，最原始的界面如下：

我个人将其分为几个板块，由上到下由左到右分别是：

• 常见软件导航栏，包括基础的导入导出文件，操作撤回等。
• 操作区，可以看到最右侧有三个最常见的操作，分别是表格，作业，和任务。
• 操作收藏夹，这个如果是第一次打开该软件，可能没有这行或者和我不一样，可见1.1.Tasks。
• 工作区
• 层级结构
• 主界面
• 分子相关信息，譬如含有几个原子几个残基，是否含有电荷等。
• 可视化操作，包括改变背景颜色，键的颜色等。

接下来我会详细介绍。

1.常见软件导航栏

1.1.File（导入蛋白）

更改工作路径：change working directory，
导入蛋白：Get PDB

当然也可以直接import structure，但是因为本人会用薛定谔直接进行大分子蛋白的前置处理，所以直接get pdb输入PDB ID即可连网下载。
注意，这一步是支持多个PDB ID输入的，用英文逗号或者空格间隔即可。

1.2.Select

一般用于更改选择的层级。Set pick level可以更改选中时是选择原子，残基，还是整个蛋白质等。
还有就是反选操作，invert进行反选。

2.主界面操作

导入后，如下，主界面显示了蛋白的2D结构：

该软件的操作和pymol是差不多的，滚轮中键滑动可以放大缩小，滚轮中键按住可以旋转蛋白查看，右键按住可以平移查看蛋白，左键用来勾选蛋白的部分结构。

可以看到红色✳就是水分子，左下角显示了该蛋白蕴含的内源性小分子配体的结构，是E1F，默认内源性配体是绿色的。

3.工作区

可以看到工作区也显示了一个条目。

其中Title支持双击后修改。
按住滚轮中键后再点击In，就可以取消勾选该蛋白条目，同时主界面也不再显示该蛋白。

In就是Included的意思。

4.层级结构

需要注意的是，如果在工作区没有选中In的条目，那么层级结构也不会显示相关的信息。

层级结构这里可以看到薛定谔自动识别了蛋白的结构。将蛋白整体分为四层：

• 配体
• 蛋白
• 溶剂
• 其他

这里我们展开配体，可以看到除了刚刚提到的E1F，还有一个PEG，并且都显示了在蛋白质的哪条链上，叫什么，以及序列号是多少。

双击后主界面那里则会自动定位到该配体的位置，并且将左下角切换成该配体的结构。

值得一提的是，除了这种方式之外，我们将鼠标悬停到左下角配体的结构，其实还可以看到薛定谔也提供了放大缩小的按钮，以及切换的按钮，左下角则是该配体是该蛋白的第几个配体。并且告诉我们，双击该结构也可以在主界面定位到这个配体。

是吧，我就说薛定谔的软件操作和可视化做得很好吧呜呜呜。

我们继续展开，可以看到溶剂这里还有EDO，其他这里会包含金属或者离子，以及其他非标准残基。

跟我们在PDB数据库的是一致的结果。而且自动分层并归类了。

4.1.单独更改配体的样式

如果我们想要单独更改配体为棒状结构，那么可以点击配体层，同时也会看到主界面配体相关的部分都会加上蓝色圆球，代表被选中的状态

然后点击配体层后面的➕，选择你要显示的样式，譬如这里我改为棒状结构，也就是第二排的第三个图标。

在更改为棒状结构之后，蓝色小方框则代表着选中状态。

同时我们也可以单独更改颜色，譬如这里我将配体改回成线状，并在color Atoms将其改为红色（注意只能改碳骨架的颜色，其他原子，譬如氧原子，氮原子，硫原子，依旧保持原来cpk染色的颜色）

5.操作区

5.1.Styles：

如果我们想要调整全局的样式，那么可以在操作区的Styles进行操作，具体和4.1.差不多。

5.2.Presets：

5.2.1：默认样式

这个和pymol的presets差不多，是薛定谔内置的一些预设样式。一般不想过多调整蛋白的样式的话，就直接双击即可。

双击后，会只留下和小分子配体有相互作用的水分子（即保守水分子），并且只关注于配体或者说结合口袋部位（只呈现小分子和蛋白口袋的氨基酸残基）。

如果你想要具体查看，可以选择presets/edit custom preset打开面板，如下：

可以看到，这里我们展示：

• 所有配体
• 距离配体8埃以内的氨基酸残基（薛定谔默认这些为蛋白口袋内的活性残基）
• 距离配体3埃以内的水分子（薛定谔默认这些为保守水分子）
• 距离配体3埃以内的离子
• 进行分子对接时，只考虑受体分子中的极性氢原子（即与极性原子相连的氢原子）参与氢键的形成。
• 在进行分子对接时，考虑配体分子中的所有氢原子参与氢键的形成。

譬如你认为距离配体5埃以内的水分子才是保守水分子，那么更改对应设置即可。

同时我们也可以看到默认的显示模式：

这里，我们双击后，显示如下：

点击工作区的配体条目，从而定位到配体：

然后将右下角倒数第三个图标（Ribbons Toggle ）关闭，从而禁用蛋白质的二级结构展示，更加关注配体和口袋本身，如下：

其中最上方的红色原子就是我们的保守水分子。

5.2.2：显示模式总结：

图源：B站钰沐菡

以下为本人总结的可视化模型，如有错误，欢迎评论区斧正。

标黄的为常用的模式：

5.3.Tasks：

点开Tasks，会出现一些任务。如果是第一次打开薛定谔，那么可能这里为空。
像我这里就收藏了分子对接需要的任务，那么就会出现在这里，同时也会作为常用操作，出现在操作收藏夹里。
初次之外，即使没有收藏，但是软件检测到你用该任务较多次数，也会列在这里。

将鼠标悬停在Browse上，可以看到左侧出现Applications面板，里面显示了更多的任务。
其中需要关注的就是Glide和LigPrep。
如果你对批量分子对接或批量动力学模拟感兴趣的话，也可以关注下Desmond任务。
将鼠标悬停在你感兴趣的任务上，可以看到最下方会出现一段官方对其简单的介绍。

需要注意的是，不是每个任务都是免费的，有些任务可能需要购买License才能解锁，具体价格请去官网了解。
如果需要了解自己所持有的License有哪些，可以去到常见软件导航栏的Help/configure licenses/view details，如下。

点开后会显示各个任务模块下购买的license有多少，如果全都显示的unlimited，那么说明你下的是盗版的或者破解版的U•ェ•*U
这里需要注意的是，如果Glide模块下任务购买的license只有500，那么就不可以同时运行500以上的分子对接任务，否则很容易运算失败。

5.4.Build

对导入的分子进行结构编辑，或者直接在空白界面使用，画出结构。
一般网药用不到。

5.5.Jobs：

当出现三个省略号时，说明操作在进行，如下：

当出现√时，说明操作结束，如下：

点击后可以看到一个简单的任务列表，如下：

选择Monitor后打开详细的任务监视器，如下：

这个任务监视器可以直接kill掉进程，类似win的任务管理器。
譬如某一步骤的参数设置错了，而且该步骤又耗时耗算力，那么直接kill掉。
或者某一步骤失败，也可以去details那里查找具体失败原因。

6.可视化操作

这一板块主要是用来看相互作用的。

6.1.interactions toggle：

就是倒数第二个图标，点击可以关闭和开启。
将鼠标悬停在图标上会出现…，选中后出现interactions面板，在这可以调节作用力的颜色。

在这里我们将背景颜色改为灰色，以便观察：

可以看到，默认

非共价键：

• 氢键：黄色
• 卤键：深紫色
• 盐键：亮紫色
• 芳香氢键：青色，一般不开启。

pi键：

• pi-pi键：蓝色
• pi-cation键：绿色

接触/冲突

• good：一般不开启。
• bad：橙色（存在的话意味着可能是两个原子间稍微过近，或者配体与蛋白质的某些部分有轻微的冲突，最好进行结构优化或调整）
• ugly：红色（存在的话意味着两个原子几乎重叠，或者配体和受体之间存在极端的几何冲突，可能导致整个结构不稳定，需要结构修复或调整）

Contacts 模式用于显示分子之间的 接触 或 相互作用，通常是指原子之间的距离非常接近或在一个设定的距离范围内（例如 4 Å以内）可能带来非共价相互作用（范德华力等）。

Clashes 模式用于检测 空间冲突 或 重叠，即分子内的原子或残基彼此之间距离过近，通常是不可接受的物理状态（例如原子之间的距离小于 1.5 Å）。常用于 分子建模 和 能量优化。

那么在这里，我们可以看到，我们有3个橙色键，说明需要进行结构优化和调整。
有一个黄色键，即1个氢键。
有一个蓝色键，即1个pi-pi键。

注意，如果你的结构在其他软件打开，检测的氢键和maestro检测的不一致，这可能是因为maestro对于氢键的判断是比较严格的。不像pymol只看距离和角度，就会认为是极性作用。maestro需要蛋白的前置准备（特别是对于在Get PDB中直接下载的蛋白），手动加上氢原子并修复化学键，或者说修复带点情况，才会检测为氢键。

譬如这里我们选中和氢键相连的原子，发现最下方确实显示了带正电，所以它才显示为氢键。