CavityPlus: 北大团队研发的综合性蛋白质结合位点检测及功能分析网络服务器
CavityPlus 是一个综合性蛋白质结合位点检测及功能分析网络服务器，由北京大学的来鲁华，裴剑锋团队开发。其核心功能及应用场景紧密围绕蛋白质结构解析、药物设计和功能研究展开。
网站地址：
http://www.pkumdl.cn:8000/cavityplus/index.php#/#toolbox
网站主页
功能介绍
如下图所示，CavityPlus 2022包含五大功能模块（Cavity, CavPharmer, CorrSite, CovCys, CavityMatch）。
功能组成
以下是对各个模块的功能介绍：
1. 蛋白质结合位点检测（CAVITY 工具）
功能：
基于蛋白质三维结构，通过几何结构分析检测潜在配体结合位点（如药物、代谢物结合位点），输出位点的空间位置和形状信息。
应用场景:
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药物靶点识别：定位药物与蛋白质的潜在结合区域，为结构基于结构的药物设计提供起点（如小分子抑制剂开发）。 -
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蛋白质功能注释：通过结合位点分析推断蛋白质与配体（如核酸、多肽）的相互作用机制。 -
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大规模结构分析：CavityPlus 2022 优化后的算法可快速处理 AlphaFold 预测的复杂蛋白质结构，适用于高通量筛选。
2. 药效团模型生成（CavPharmer 工具）
功能：
基于 CAVITY 检测的结合位点，自动生成包含立体和电子特征的药效团模型，支持虚拟筛选和靶点识别。
应用场景：
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虚拟药物筛选：通过药效团模型匹配化合物数据库，快速识别潜在活性分子（如从千万级小分子库中筛选候选药物）。 -
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从头药物设计：为设计全新结构的药物提供靶点特征参考，加速先导化合物优化。 -
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多靶点药物分析：比较不同蛋白质靶点的药效团差异，辅助多机制药物开发。 -
3. 变构位点预测（CorrSite2.0 工具）
功能：
基于蛋白质动力学分析（高斯网络模型 + 快 / 慢振动模式），预测变构位点及与正构位点的相关性。
应用场景：
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变构药物开发：识别远离活性位点的变构调节区域，开发高特异性、低副作用的变构抑制剂（如癌症靶点的变构调控）。 -
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信号传导机制研究：分析变构位点与功能域的动态关联，揭示蛋白质构象变化的调控路径（如 GPCR 信号传导）。 -
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耐药性突破：针对传统药物靶点的耐药突变，设计靶向变构位点的替代药物（如 SARS-CoV-2 主蛋白酶的双变构位点预测）。 -
4. 可成药半胱氨酸位点检测（CovCys 工具）
功能：
识别结合位点中具有共价结合潜力的半胱氨酸残基，评估其 “可成药性”。
应用场景：
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共价药物设计：指导开发与靶点形成不可逆共价键的药物（如蛋白酶抑制剂），增强药物亲和力和持久性。 -
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毒性风险评估：排除可能与非靶点半胱氨酸非特异性结合的化合物，降低脱靶毒性。
5. 口袋相似性筛选（CavityMatch 模块）
功能：
过药效团匹配算法（CavSim 工具），在预构建的口袋数据库中搜索与查询口袋相似的位点，输出相似性分数及特征匹配详情。
应用场景：
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药物再利用：通过已知药物结合位点搜索相似口袋，发现其在其他疾病靶点中的潜在应用（如老药新用）。 -
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蛋白质功能注释：基于口袋相似性推断未知功能蛋白质的配体结合特性（如孤儿受体的配体预测）。 -
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进化保守性分析：比较不同物种同源蛋白的口袋差异，揭示结合特异性的进化机制。 -
该Web工具集整合了 12 万 + 高分辨率蛋白质结构（X 射线衍射，≤2.5Å）、3.6 万 + 人类蛋白质结构及 AlphaFold 预测的人类口袋组数据库（CavitySpace），满足多样化物种和靶点需求。
此外，该网站还贴心地提供了教程：
http://www.pkumdl.cn:8000/cavityplus/index.php#/tutorial
总之，CavityPlus通过功能集成与场景化设计，成为连接蛋白质结构解析、药物设计和功能研究的桥梁，尤其适用于需要多维度结合位点分析的前沿领域（如变构药物、共价药物、药物再利用）。
参考文献
Wang, S., Xie, J., Pei, J., & Lai, L. (2023). CavityPlus 2022 update: an integrated platform for comprehensive protein cavity detection and property analyses with user-friendly tools and cavity databases. Journal of Molecular Biology, 435(14), 168141.