AutoDock 기반 분자 도킹 & 결합 친화도 예측 서비스

UMUST R&D의 Docking Simulation CRO 서비스AutoDock4 / AutoDock Vina를 활용하여 후보물질(소분자, 천연물, 유도체 등)이 표적 단백질에 어디에, 어떤 자세로(pose), 어느 정도 에너지(ΔG, kcal/mol)로 결합하는지를 예측해 드리는 in silico 기전 분석 플랫폼입니다.


실제 세포·동물실험 이전 단계에서 유망 후보를 선별하고, 이미 확보된 in vitro / in vivo 데이터를 뒷받침하는 기전적 근거(mechanistic rationale)를 제공하여 신약개발·천연물 소재 개발·국책과제 기획 등을 효율적으로 지원합니다.

주요 활용 분야

  • 소분자 기반 표적 신약 후보 발굴 및 리드 최적화
  • 천연물, 한약추출물 유래 유효성분의 작용 타깃 예측
  • Chalcone / Flavonoid / Polyphenol 등 구조–활성 상관 분석
  • 항암제, 항섬유화제, 항염증제, 대사질환 후보물질의 기전 연구
  • Drug repositioning / multi-target drug 기전 검증
  • 논문·특허·국책과제용 in silico 근거 데이터 생성


그림 1. 표적 단백질 활성 부위에 결합한 리간드의 도킹 포즈 예시
그림 1. 표적 단백질 활성 부위에 결합한 리간드의 도킹 포즈 예시

분석 플랫폼 및 지원 스펙

소프트웨어 & 알고리즘 

  • AutoDock4 (Lamarckian Genetic Algorithm 기반) 
  • AutoDock Vina (개선된 scoring function, 고속 도킹) 
  • PyMOL, Chimera 등 3D 시각화 도구 활용 
  • 필요 시 AlphaFold / SWISS-MODEL 구조 연계 가능

지원 표적 단백질 (Receptor) 

  • AutoDock4 (Lamarckian Genetic Algorithm 기반) 
  • AutoDock Vina (개선된 scoring function, 고속 도킹) 
  • PyMOL, Chimera 등 3D 시각화 도구 활용 
  • 필요 시 AlphaFold / SWISS-MODEL 구조 연계 가능

지원 리간드 (Ligand) 

  • AutoDock4 (Lamarckian Genetic Algorithm 기반) 
  • AutoDock Vina (개선된 scoring function, 고속 도킹) 
  • PyMOL, Chimera 등 3D 시각화 도구 활용 
  • 필요 시 AlphaFold / SWISS-MODEL 구조 연계 가능

Docking Simulation 서비스 워크 플로우

STEP 1. 프로젝트 기획 & 타깃 정의

  • 표적 단백질(이름, Uniprot ID, PDB ID) 확정
  • 도킹 목적 정의
    • 예: EGFR에 대한 chalcone 20종 친화도 비교
    • 예: CD36-binding 천연물 후보 발굴
  • Positive control 약물 및 비교군 설정(선택)

STEP 2. 구조 준비
(Protein & Ligand)

  • 단백질 구조 클리닝 (water, 이온, 리간드 처리)
  • 극성 수소 추가, 전하 부여, PDBQT 변환
  • 리간드 3D 구조 생성 및 geometry 최적화
  • 회전 가능한 결합(rotatable bond) 정의

STEP 3. Grid Box 설정

  • Known binding site 기반 활성 부위 지정
  • 공동결정 리간드 자리 주변으로 box 설정
  • Blind docking (binding site 미확정 시 전체 영역 탐색)
  • Grid center 및 size 파라미터 최적화

STEP 4. 도킹 계산 & 분석

  • AutoDock4 / Vina를 활용한 도킹 실행
  • 여러 run을 통해 다양한 pose 생성
  • Binding energy(ΔG, kcal/mol) 기반 순위 정리
  • 상위 pose에 대한 3D/2D 상호작용 분석
그림 2. 표적 정의 → 구조 준비 → 도킹 → 결과 분석까지의 서비스 흐름도
그림 2. 표적 정의 → 구조 준비 → 도킹 → 결과 분석까지의 서비스 흐름도

결합 친화도 & 결합 모드 해석


도킹 결과는 단순한 점수 나열이 아니라, 실제 기전 연구와 연결될 수 있도록 결합 친화도와 결합 양상을 함께 해석해 드립니다. 

Binding Affinity (결합 친화도)


    • Tomocube 기반 지질 방울 수·크기·질량 정량
    • Lipid / cytoplasm 비율 및 시간 의존적 변화 분석
    • 지질 축적과 세포사멸 연관성 평가


리포트 내 예시 텍스트 형식

예시:
  • Candidate A는 표적 단백질의 활성 부위에 -9.2 kcal/mol의 결합 에너지로 결합하였으며,    Lys123와 강한 수소결합, Phe167와의 π–π stacking을 형성하였다.
  • 이는 Positive control(ΔG = -8.0 kcal/mol)보다 높은 친화도에 해당하며,    in vitro 효능 평가를 위한 우선 후보로 제안된다.

Binding Mode (결합 포즈 & 상호작용)


    • 3D 구조에서 리간드 위치 및 자세(pose) 시각화
    • 수소결합, 소수성 상호작용, π–π stacking, salt bridge 분석
    • 주요 아미노산 잔기(예: Lys123, Tyr167 등) 레이블 표시
    • 2D interaction diagram으로 쉽게 이해 가능한 figure 제공


 

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Docking Simulation CRO 패키지

패키지명
구성 내용추천 용도
Package 1
Basic Docking
• 단일 타깃 + 리간드 1–5개
• AutoDock Vina 기반 도킹
• 상위 pose에 대한 ΔG 제공
• 간단한 결합 모드 서술 포함
논문·과제용 in silico 결과 최소 구성 
Package 2
Multi-ligand Screening
• 단일 타깃 + 리간드 10–100개
• 대량 도킹 + 친화도 순위표 제공
• 상위 N개(예: 10개)에 대한 3D/2D 상호작용 분석
• Structure–Activity 관계 분석 코멘트 포함
천연물 라이브러리, 유도체 시리즈 스크리닝
Package 3
Multi-target Mechanism
• 다중 타깃(예: EGFR, CD36, DJ-1 등) + 소수 리간드
• 각 타깃별 ΔG 비교 및 우선 타깃 제안
• polypharmacology, off-target 가능성 분석
• 기전 가설 수립을 위한 리포트 제공
다중 타깃 작용제, 부작용/안전성 기전 평가
Package 4
Docking + Wet-lab Integration
• 도킹 분석 + 세포/분자실험 연계 제안
• WST-8/LDH, Western blot, qPCR, ICC 등과 통합
• in silico → in vitro → in vivo 기전 스토리 구축
• 논문/특허/국책과제용 Figure & 문장 작성 지원
종합 기전 규명 및 상용화/과제용 종합 패키지


고객사에서 제공해야 할 정보


  • 표적 단백질 정보
    (이름, Uniprot ID, PDB ID 또는 아미노산 서열)
  • 리간드 구조 파일(SMILES, SDF, MOL2 등)
  • 관심 있는 binding site 또는 핵심 잔기 정보(선택)
  • 기존 효능/독성 데이터(있다면 해석에 반영)

※ 구조 정보가 없는 경우, AlphaFold 예측 구조 또는 Homology model 구축에 대한 별도 옵션 상담이 가능합니다.

제공 산출물 (Deliverables)


  • 리간드별 ΔG (kcal/mol) 및 순위표 (Excel 형식)
  • 대표 도킹 포즈의 3D 이미지 (고해상도 PNG/JPG)
  • 2D 상호작용 다이어그램 (hydrogen bond, hydrophobic 등)
  • Methods, Results, Discussion 코멘트를 포함한 분석 리포트(PDF)
  • 논문/과제용 Figure 및 Figure legend(요청 시 제공)

UMUST R&D Docking CRO 서비스의 차별성

  • 단순 도킹을 넘어 “기전 스토리”까지 제시 – Docking 결과를 세포실험, 동물실험, 오믹스 데이터와 연결
  • 천연물·chalcone·플라보노이드·섬유화·심혈관·암 분야 경험 – 고객이 보유한 후보물질 영역에 최적화된 해석 제공
  • 논문·특허·국책과제용 문서 작성 지원 – Methods/Results/Discussion 문장 및 Figure 구성 지원
  • ISO 9001 기반 품질 시스템 – 재현성과 추적성이 확보된 데이터 관리
  • AI/Virtual Screening과의 확장성 – 향후 AI 기반 약물 설계, QSAR, multi-omics와의 연계 가능


Docking Simulation CRO 서비스 문의



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세포주 정보, 후보물질 특성, 원하는 분석 범위를 알려주시면,
UMUST R&D가 논문 수준의 기전 분석 패키지와 함께 견적을 제안드립니다.

 


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