haddock

name	haddock
description	Create, run, and analyze HADDOCK 2.5 biomolecular docking projects. Use for HADDOCK/HADDOCK2.5, CNS/HADDOCK environment checks, protein-protein, protein-nucleic-acid, protein-ligand, peptide, AIR restraints, active/passive residues, restraint-file management, project setup, cluster scoring, or top-model analysis.

HADDOCK 2.5 Skill

概述

HADDOCK (High Ambiguity Driven biomolecular DOCKing) 是一个信息驱动的生物分子对接软件，用于预测蛋白质 - 蛋白质、蛋白质 - 核酸、蛋白质 - 小分子等复合物的三维结构。

环境模板

# HADDOCK 安装路径
HADDOCK_DIR=/path/to/haddock2.5

# 激活环境
conda activate haddock2.5
cd $HADDOCK_DIR
source haddock_configure.sh

# 运行对接
haddock2.5

运行配置

• CPU 核数、batchmode 和 it0/it1/water 批量大小必须按目标机器资源调整。
• 不要把某个本地环境的参数当作所有用户默认值。

---

快速开始

基本命令

/haddock run <example_name>     # 运行示例
/haddock status                 # 查看运行状态
/haddock analyze <run_dir>      # 分析结果
/haddock clean <run_dir>        # 清理结果
/haddock env                    # 检查环境
/haddock examples               # 列出所有示例
/haddock project new <name>     # 创建新项目
/haddock param set <key> <val>  # 修改参数
/haddock restrain create <type> # 创建约束文件

运行第一个对接

/haddock run protein-protein

这将：

1. 检查并激活 haddock2.5 环境
2. 进入 protein-protein 示例目录
3. 应用补丁并启动对接
4. 后台运行并显示日志

---

命令参考

1. /haddock env - 环境管理

功能: 检查、激活或显示 HADDOCK 环境状态

/haddock env                    # 完整检查并激活
/haddock env check              # 仅检查状态
/haddock env info               # 显示环境信息

输出示例:

[✓] Conda 环境：haddock2.5 已激活
[✓] HADDOCK 目录：/path/to/haddock2.5
[✓] CNS 可执行文件：存在
[✓] 配置文件：haddock_configure.sh 已加载

---

2. /haddock examples - 示例管理

功能: 列出、描述或运行内置示例

/haddock examples                    # 列出所有示例
/haddock examples detail <name>      # 显示示例详情
/haddock examples run <name>         # 运行指定示例
/haddock examples clean              # 清理所有示例结果

可用示例列表:

示例名称	对接类型	系统	数据源
protein-protein	蛋白 - 蛋白	E2A-HPR	CSP
protein-dna	蛋白-DNA	3CRO	足迹
protein-ligand	蛋白 - 小分子	神经氨酸酶	结合位点
protein-peptide	蛋白 - 多肽	1NX1	AIR
protein-peptide-ensemble	集合平均 PRE	SUMO-DAXX	PRE
protein-protein-em	冷冻电镜	核糖体	EMDB 1884
protein-protein-rdc	RDC 约束	双泛素	RDC
protein-protein-pcs	PCS 约束	EPS-Hot	PCS
protein-protein-dani	DANI 约束	E2A-HPR	DANI
protein-trimer	同源三聚体	1QU9	WHISCY
protein-tetramer-CG	粗粒化四聚体	3GD8	C4 对称
solvated-docking	溶剂化对接	Barnase-Barstar	WHISCY
protein-refine-pcs	PCS 优化	-	PCS
refine-complex	复合物优化	-	-
protein-ligand-shape	形状约束	BACE_1	模板

---

3. /haddock run - 运行对接

功能: 启动 HADDOCK 对接运行

/haddock run <example_name>         # 运行内置示例
/haddock run --project <name>       # 运行自定义项目
/haddock run --dir <path>           # 运行指定目录
/haddock run --dry                  # 预演（不实际运行）

运行流程:

1. 环境检查
2. 进入目录
3. 应用补丁（如需要）
4. 启动 haddock2.5
5. 显示实时日志

确认提示:

即将运行：protein-protein 示例
预计时间：4-12 小时
模型数量：it0=1000, it1=200, water=200
是否继续？[y/N]

---

4. /haddock status - 查看状态

功能: 监控运行进度和状态

/haddock status                 # 当前运行状态
/haddock status <run_dir>       # 指定目录状态
/haddock status --watch         # 实时监控
/haddock status --tail          # 显示日志尾部

输出示例:

运行目录：run1
当前阶段：water (3/3)
进度：156/200 模型 (78%)
已用时间：3h 24m
预计剩余：45m
当前能量：Evdw=-42.3, Eelec=-298.1, EAIR=-18.5

---

5. /haddock analyze - 结果分析

功能: 分析对接结果，生成统计报告

/haddock analyze                        # 分析当前 run1
/haddock analyze <run_dir>              # 分析指定目录
/haddock analyze --full                 # 完整分析（包括 RMSD）
/haddock analyze --cluster              # 仅聚类分析
/haddock analyze --energy               # 仅能量分析
/haddock analyze --report               # 生成报告文件

分析内容:

• 聚类统计（簇大小、排名）
• RMSD 分析（i-RMSD, l-RMSD）
• 能量项统计（VdW, 静电，去溶剂化，AIR）
• HADDOCK 评分排序

输出示例:

=== 聚类统计 ===
簇 1: 89 模型 (44.5%) - HADDOCK 评分：-92.3 ± 11.2
簇 2: 45 模型 (22.5%) - HADDOCK 评分：-85.1 ± 9.8
簇 3: 33 模型 (16.5%) - HADDOCK 评分：-78.4 ± 12.1

=== 最佳模型 ===
结构 1: cluster_1/model_1.pdb
  HADDOCK 评分：-105.2
  VdW: -48.3 | 静电：-312.5 | AIR: -24.1
  i-RMSD: 1.2Å | l-RMSD: 2.1Å

---

6. /haddock clean - 清理结果

功能: 删除运行生成的文件和目录

/haddock clean                    # 清理当前 run1
/haddock clean <run_dir>          # 清理指定目录
/haddock clean --all              # 清理所有 run* 目录
/haddock clean --dry              # 预演（显示将删除的内容）

确认提示:

将删除:
- run1/structures/ (约 2.5GB)
- run1/analysis/ (约 150MB)
- run1/haddock.out

保留:
- run1/run.cns
- run1/run.param

是否继续？[y/N]

---

7. /haddock project - 项目管理

功能: 创建、配置和管理自定义对接项目

/haddock project new <name>           # 创建新项目
/haddock project list                 # 列出所有项目
/haddock project info <name>          # 显示项目信息
/haddock project delete <name>        # 删除项目

创建项目流程:

/haddock project new my_complex

1. 创建目录结构：

   ~/haddock_projects/my_complex/
   ├── pdb/           # PDB 文件
   ├── restraints/    # 约束文件
   ├── run/           # 运行目录
   └── analysis/      # 分析结果
   

2. 生成模板文件：

   • run.param.template
   • air.tbl.template

3. 准备 PDB 文件（可选）:

   • 移除水分子
   • 添加氢原子
   • 修复缺失残基

---

8. /haddock param - 参数调整

功能: 修改 HADDOCK 运行参数

/haddock param list                 # 列出所有参数
/haddock param show <key>           # 显示参数详情
/haddock param set <key> <value>    # 设置参数
/haddock param reset                # 恢复默认值

常用参数:

参数	默认值	说明
init_struc	1000	it0 刚体模型数
it0_struc	200	it1 半柔性模型数
water_struc	200	water 优化模型数
clust_struc	4	聚类大小
iniseed	917	随机种子
em_kscale	15000	EM 约束力常数
amb_cool1	10.0	AIR 约束能量常数

示例:

/haddock param set init_struc 500     # 减少采样加速
/haddock param set iniseed 1234       # 改变随机种子
/haddock param set water_struc 0      # 跳过 water 阶段

---

9. /haddock restrain - 约束文件管理

功能: 创建和编辑约束文件

/haddock restrain create air          # 创建 AIR 约束
/haddock restrain create rdc          # 创建 RDC 约束
/haddock restrain create pcs          # 创建 PCS 约束
/haddock restrain create dani         # 创建 DANI 约束
/haddock restrain edit <file>         # 编辑约束文件
/haddock restrain validate <file>     # 验证约束格式

AIR 约束模板:

! 活性残基 (结合界面)
assign (resid 45 and segid A) (resid 100 and segid B) 2.0 2.0 0.0

! 被动残基 (表面活性)
assign (resid 46 and segid A) (resid 101 and segid B) 2.0 2.0 0.0

---

三阶段对接流程

it0 - 刚体对接

目的：全局搜索所有可能的结合模式
模型数：1000
时间：~2-4 小时
输出：run1/structures/it0/

it1 - 半柔性优化

目的：允许界面侧链柔性，诱导契合
模型数：200（从 it0 选择）
时间：~4-8 小时
输出：run1/structures/it1/

water - 水优化

目的：显式溶剂中精确优化，水桥稳定
模型数：200（从 it1 选择）
时间：~8-16 小时
输出：run1/structures/water/

---

运行自定义对接项目

步骤 1: 创建项目

/haddock project new my docking

步骤 2: 准备 PDB 文件

# 将 PDB 文件复制到项目目录
cp /path/to/protein_A.pdb ~/haddock_projects/my_docking/pdb/
cp /path/to/protein_B.pdb ~/haddock_projects/my_docking/pdb/

步骤 3: 生成参数文件

/haddock param generate --project my_docking

步骤 4: 定义约束（可选）

/haddock restrain create air --project my_docking

步骤 5: 运行对接

/haddock run --project my_docking

---

故障排除

常见问题

1. haddock2.5: command not found

解决:

conda activate haddock2.5
source haddock_configure.sh

2. CNS 执行错误

检查:

ls -la $HADDOCK_DIR/cns1.3/cns.*

修复:

chmod +x $HADDOCK_DIR/cns1.3/cns.*

3. 内存不足

解决: 减少采样数

/haddock param set init_struc 500
/haddock param set it0_struc 100

4. 运行太慢

解决:

• 检查并行配置
• 减少 water 阶段模型数
• 考虑跳过 water 阶段

5. Patch 应用失败

手动应用:

cd run1
patch -p0 -i ../run.cns.patch

---

结果解读

HADDOCK 评分

HADDOCK 评分 = w_vdw*E_vdw + w_elec*E_elec + w_desolv*E_desolv + w_AIR*E_AIR

常见 water 阶段权重:
- w_vdw = 1.0
- w_elec = 0.2
- w_desolv = 1.0
- w_AIR = 0.1 或 1.0（以 run.cns 为准）

实际分析时，必须以当前 run 的 run.cns 权重为准，不要机械套用默认值。

当前版本推荐分析流程（蛋白-核酸）

当前版本建议把 HADDOCK 分析拆成两层：

1. 官方脚本基线
   • ana_structures.csh
   • ana_clusters.csh
   • ana_clusters.csh -best 4
   • ana_clusters.csh -best 10 作为可选扩展
2. 扩展分析
   • contact frequency
   • contact map
   • score-vs-FCC
   • score-vs-interface-RMSD
   • score_boxplots
   • energy_boxplots
   • MD shortlist
   • cluster-grouped PDB export

为什么默认保留 full + best4

• full-cluster average 是官方 cluster 统计的基本口径，必须保留
• best4 用来检验“大簇是否被尾部较差模型拖分”，默认建议保留
• best10 是稳健性扩展项，不是每次都必须跑

一个容易混淆的点是：

• bar/error bar/boxplot 只能改变 full-cluster 数据的展示方式
• best4 改变的是 cluster 代表分数的统计口径

所以，bar/boxplot 不能替代 best4。

当前版本图层级建议

正文优先

• cluster/contact map
• aptamer_contact_frequency
• score-vs-FCC
• score-vs-interface-RMSD
• score_boxplots

补充材料优先

• cluster_convergence
• protein_contact_frequency
• energy_boxplots

图的解释口径

1. score-vs-FCC

• 用于看主要 cluster family 的分离程度
• 主文默认展示 top 5 clusters
• 如需更紧凑的稿件版，可再收缩到 top 3 clusters
• 其余模型统一归为 Other
• 这类图是 contact-based similarity diagnostic
• 它不等同于 canonical HADDOCK score-vs-RMSD

2. score-vs-interface-RMSD

• 默认相对 major population cluster representative 计算
• 用于看各模型相对主解的界面几何偏离
• 主文默认也展示 top 5 clusters
• 如需更紧凑的稿件版，可再收缩到 top 3 clusters
• 若没有实验参考复合物，这张图比 score-vs-RMSD to native 更现实

3. score_boxplots

• 可以进入正文
• 作用是展示各体系内部主要 cluster 的 HADDOCK score 分布与离散度
• 不能用来支持不同体系间绝对 HADDOCK score 的直接横比
• 主文默认与 score-vs-FCC / score-vs-interface-RMSD 保持一致，也展示 top 5 clusters

4. energy_boxplots

• 用于拆解 Evdw / Eelec / Eair / Edesolv
• 更适合作为补充图，而不是主结论图

Contact 的默认定义

当前版本 contact 统计默认定义为：

• 蛋白链 A 与核酸链 B
• 任意蛋白-核酸重原子距离 <= 4.0 Å
• 默认基于 water 阶段最低分 top 20 模型计算接触频率与 contact map

这一定义适合做界面总览；若要区分主簇与替代簇，建议额外画 cluster-specific contact map。

跨体系比较的底线

对于不同长度、不同约束规模的体系（例如全长 aptamer vs 截短 aptamer），默认遵循：

• 同一 run / 同一 stage 内，不同 cluster 的 HADDOCK score 可以比较
• 不同体系间的绝对 HADDOCK score 默认不可直接横比

跨体系更应优先比较：

• cluster 收敛性
• AIR 违约
• BSA
• 蛋白接触区域
• 核酸接触区域
• binding mode 是否一致

按 cluster 分组导出 PDB

当前版本的标准交付里，建议把 water 最终结构按 cluster 复制导出，便于人工看结构、挑 MD 候选和做 PyMOL。

默认目录组织：

analysis_exports/
├── clusters/
│   └── water/
│       ├── cluster_C1/
│       ├── cluster_C2/
│       └── cluster_manifest.csv
└── md_shortlist/
    ├── <system>_C1_modelXX_*.pdb
    └── md_shortlist_manifest.csv

默认规则：

• 每个 cluster_Cn/ 目录复制该簇全部 water PDB 副本
• 文件名保留原始模型编号
• cluster_manifest.csv 至少包含：
  • stage
  • cluster
  • model_id
  • score
  • pdb_filename
  • source_path
  • is_representative
• 代表模型默认取该 cluster 的最低分模型
• md_shortlist/ 默认再复制每个体系的 2 个 MD 候选代表结构

Worked Example：RPN10 / #54 vs #54(T)

当前版本的 worked example 固定如下：

• #54 = full-length aptamer, 76 nt
• #54(T) = truncated aptamer, 36 nt
• #54(T) 1-36 -> #54 21-56
• 蛋白主界面窗口：116-135

推荐默认结论框架：

• #54(T)：C1 为 major population，C8 为 alternative family
• #54：C1 为主簇，C4 用于检验末端参与
• 后续 MD 默认每个体系保留 2 个候选：
  • 1 个主人口簇候选
  • 1 个机制上不同的替代候选

质量标准

等级	i-RMSD	l-RMSD	说明
高精度	<1Å	<2Å	接近晶体结构
中等	1-2Å	2-5Å	可接受的预测
低精度	>2Å	>5Å	需要优化

---

高级功能

对称性约束

! C2 对称
c2sym_distance = 0.0
c2sym_angle = 180.0

多体对接

# 在 run.param 中设置
N_COMP=3  # 三体
N_COMP=4  # 四体（最多支持 20）

粗粒化模式

# 使用 Martini CG 表示
python $HADDOCK_DIR/cg_tools/aa2cg.py input.pdb > output_CG.pdb

---

参考文献

1. Dominguez C, et al. JACS 125, 1731-1737 (2003)
2. de Vries SJ, et al. Proteins 69, 726-733 (2007)
3. van Dijk ADJ, et al. NAR 34, 3317-3325 (2006)

资源链接

• 官方网站: https://wenmr.science.uu.nl/haddock2.4
• 用户手册: https://bonvinlab.org/software/haddock2.4
• 论坛: https://ask.bioexcel.eu

---

HADDOCK 2.5 Skill - 最后更新：2026-04-10