丙氨酸扫描（Alanine Scanning ΔΔG）绘图工具
丙氨酸扫描（Alanine Scanning ΔΔG）绘图工具ala_scan · Trajectory Dynamics
概述
丙氨酸扫描（alanine scanning）把界面残基逐个虚拟突变为丙氨酸，计算突变前后结合自由能之差 ΔΔG = ΔGmut − ΔGwt：ΔΔG 显著为正的残基对结合贡献大（突变会削弱结合）——即热点残基（hotspot）。经典定义：ΔΔG > 2 kcal/mol（≈8.4 kJ/mol）为热点候选，这也是与实验丙氨酸扫描（Cunningham & Wells 1989）对话的同一语言。
本工具解析 gmx_MMPBSA alanine scanning 输出或自备 CSV（Residue,ΔΔG 或 Residue,ΔG_wt,ΔG_mut,ΔΔG 两种列式均可），绘制发散柱状图：ΔΔG > 0 红柱（去稳定化，热点），ΔΔG < 0 蓝柱（突变反而更稳的超稳定化残基）。图内注记为英文出版用语。
输入数据格式
| 格式 | 说明 |
|---|---|
| CSV 两列 | Residue, ΔΔG (kJ/mol) |
| CSV 三列 | Residue, ΔG_wt, ΔG_mut（工具自动算 ΔΔG=ΔG_mut−ΔG_wt） |
| 来源命令 | gmx_MMPBSA（-ala），或 MMPBSA.py 的 alanine scanning 输出整理 |
结果解读
柱图按 ΔΔG 排序即热点排名：>8.4 kJ/mol（2 kcal/mol）强热点、4–8.4 中等、<4 边缘贡献。前几名通常与残基能量分解（TDC）的深负柱、接触矩阵的高频块三图互证——“能量、几何、突变”三个独立口径收敛到同一批残基时，热点结论就非常硬。
负 ΔΔG（突变增强结合）的残基值得单独讨论：多为干扰结合的冲突残基（去溶剂化代价高），改造它们（如去电荷化）是亲和力成熟的一个方向。注意 ΔΔG 数值含 MM-PBSA 系统误差，单残基 <4 kJ/mol 的差异不宜过度解读。
使用步骤
- gmx_MMPBSA 跑 alanine scanning（或手工整理两列/三列 CSV）。
- 拖入 CSV；发散着色自动完成。
- 调整柱体与配色。
- 导出 600 dpi PNG / 矢量 PDF。
所有解析与渲染均在浏览器本地完成：上传入口就是文件选择器本身，数据不经过任何服务器， 断网环境同样可用。可以先用本页工作台的“一键载入示例数据”体验全流程，再换自己的模拟输出。
常见问题
计算丙氨酸扫描和实验结果一致吗？
趋势上一致性较好（热点排序的 Spearman 相关常见 0.6–0.8），绝对值有偏差——计算扫描不显含突变引起的构象重采样（除非重跑轨迹）。把计算 ΔΔG 当“优先级排序”而非“精确预测”使用最稳妥。
ΔΔG 的单位是 kJ/mol 还是 kcal/mol？
GROMACS/gmx_MMPBSA 生态默认 kJ/mol；AMBER MMPBSA.py 默认 kcal/mol。本工具按输入数值原样绘图，与实验文献（传统用 kcal/mol）比较时先换算（1 kcal/mol = 4.184 kJ/mol）。
为什么有的残基突变后 ΔΔG 是负的？
ΔΔG<0 表示突变反而更稳定结合——原残基对结合是净不利（如埋入界面时去溶剂化代价高于相互作用收益）。这类残基是亲和力成熟改造（换成 Ala 或小侧链）的候选位点。
