Сравнение ЯМР- и РСА-структур одного белка

Белок, используемый для сравнения

Для работы был выбран белок FimA wt из E. coli. Его структура была разрешена методами ЯМР (2m5g) и РСА (5nkt). При этом ЯМР-структура имеет 20 моделей, а разрешение РСА-структуры составляет 1.5 Å. На Рис. 1 представлены обе структуры.

Рис. 1. Изображение структур белка FimA wt из E. coli.
А — 5nkt, В — 2m5g

Обе структуры были совмещены в пространстве. На Рис. 2 представлен результат совмещения — получившиеся структурные выравнивания для одной модели ЯМР и для всех 20-и. Видно, что в общем структуры похожи. наибольшие отличия можно заметить в подвижных петлях и ближе к концам β-тяжей.

Рис. 2. Изображение совмещенных структур белка FimA wt из E. coli.
А — с одной моделью ЯМР, В — с 20 моделями ЯМР

Водородные связи в структурах и их анализ

Будем считать, что между донором и акцептором протона есть водородная связь, если расстояние между ними ≤ 3,5 Å. Помимо этого, воображаемый водород должен быть на линии донор-акцептор или отклоняться от этой линии не более чем на 70 градусов. В РСА-структуре было выбрано 3 типа водородных связей для анализа:

1. водородные связи между остовными атомами β-листа;
2. водородные связи между атомами остова и боковых цепей;
3. водородные связи между атомами остова и боковых цепей в петле, выходящей на поверхность белка.

Связей между боковыми цепями в ядре белка найдено не было, вместо них были выбраны связи, более-менее скрытые от поверхности другими остатками. Указанные 3 типа приведены в соответствующих строках на изображениях ниже. Первыми изображены сами а.о. с водородными связями, вторыми — их положения в структуре.Также ниже приведена сравнительная таблица этих связей в структурах РСА и ЯМР.

Изучая таблицу 1, можно заметить, что остовные связи (1) и (2) присутствуют во всех или практически во всех моделях. Связей между боковыми цепями (2) нет практически ни в одной модели ЯМР (только в двух моделях есть одна из связей). Это может объясняться тем, что связь локализована на подвижном конце одного из β-тяжей. Со связями в петле такая же ситуация, что связано с большей подвижностью петлей и боковых цепей а.о. вообще. Длины связей в моделях ЯМР больше, чем в РСА-структуре, но, тем не менее, сравнимы.