Исследование окружения иона в записи 1KMY
Исследовал запись 1KMY банка PDB. Для того, чтобы понять, какой ион присутствует в структуре, убрал из графического окна все атомы углерода, водорода, кислорода, серы и азота. Кроме того, к изображению были добавлены и подписаны остатки и лиганды, связанные с ионом координационными связями (хотя бы один атом которых расположен на расстоянии не более, чем 3.5 ангстрем от иона). Для этого выполнил ряд команд:hide all show spheres, not symbol c+s+n+o+h show sticks, byres symbol fe around 3.5Чтобы подписи были крупнее и располагались ближе изображений атомов, воспользовался командами:
set label_size, 30 set sphere_scale, 0.5 set label_position, (0.0, 0.0, 5.0)Для более качественного изображения восользовался командой
rayпосле чего сохранил изображение с помощью команды
png 1kmy.pngИскомый ион оказался ионом железа (II). Среди связанных с ним координационными связями лигандов и аминокислотных остатков оказались два остатка гистидина (остатки His-146 и His-210), остаток глутаминовой кислоты (Glu-260), а также лиганд бифенил-2,3-диол (BPY):
Исследование записей PDB с помощью инструментов PyMOL
Исследование остатков треонина в записи 5RXN
Исследовал запись 5RXN.pdb. Структура расшифрована в 1984 году, разрешение - 1.2 ангстрем.
Боковая цепь треонина содержит ассиметричный атом углерода, а значит имеет два стереоизомера. Чтобы сказать что-то о хиральности треонинов в данной записи, оставим в графическом окне только остатки треонинов. Для этого воспользуемся командами:hide all show sticks, byres resn thr
Данный белок содержит всего три остатка треонина (Thr-5, Thr-7 и Thr-28):
Интересно, что из них два остатка являются L,D-треонинами (Thr-7 и Thr-28), а один - L,L-треонином (Thr-5). То есть что касается оптической изомерии остова, то все остатки являются L-аминокислотами, что нормально, а что касается боковой цепи, то треонины не являются хиральными: L,L-треонин, называемый по-другому L-аллотреонином, встречается в белке наряду с L,D-треонинами (или просто L-треонинами).
Никакой дополнительной информации об остатках в поле REMARK не обнаружено.Изучение участка цепи С с 75 по 100 остатки в записи 1GT0
Исследовал запись 1GT0.pdb. Структура расшифрована в 2002 году, разрешение - 2.6 ангстрем.
Изучим участок цепи С с 75 по 100 остатки. Для этого оставим в графическом окне этот фрагмент с помощью команд:hide all show sticks, byres resi 75-100 and chain c
Получаем изображение такого вида:
Как видно из рисунка, участок последовательности с 78-го по 96-й остаток в этом файле пропущен. Причем, никакой информации об этих остатках в поле REMARK обнаружено не было, что, по крайней мере, странно, тем более, что в поле REMARK имеется отдельный раздел, описывающий пропущенные остатки:REMARK 465 MISSING RESIDUES REMARK 465 THE FOLLOWING RESIDUES WERE NOT LOCATED IN THE REMARK 465 EXPERIMENT. (M=MODEL NUMBER; RES=RESIDUE NAME; C=CHAIN REMARK 465 IDENTIFIER; SSSEQ=SEQUENCE NUMBER; I=INSERTION CODE.) REMARK 465 REMARK 465 M RES C SSSEQI
Изучение остатков 136 цепи А и 167 цепи С в записи 1DLP
Исследовал запись 1DLP.pdb. Структура расшифрована в 1999 году, разрешение - 3.3 ангстрем.
Изучим остатки 136 цепи А и 167 цепи С. Для этого оставим их в графическом окне с помощью команд:hide all show sticks, byres a/136/ or c/167/
В результате было получено следующее изображение остатков:
Изображение остатков вызывает удивление наличием многих лишних связей (связь между карбоксильной группой и аминогруппой остова аргинина ARG-167, а также связи между карбоксильной группой и аминогруппой остова и между метильной группой и азотом и кислородом амидной группы боковой цепи аспарагина ASN-136). В поле REMARK эти остатки упоминаются не раз. Самая важная информация о них, содержащаяся в REMARK, это, пожалуй, упоминание в таблице ZERO OCCUPANCY, говорящее о том, что локализация и свойства атомов этих остатков являются ненадежными (что объясняет лишние связи между атомами):REMARK 480 ZERO OCCUPANCY ATOM REMARK 480 THE FOLLOWING RESIDUES HAVE ATOMS MODELED WITH ZERO REMARK 480 OCCUPANCY. THE LOCATION AND PROPERTIES OF THESE ATOMS REMARK 480 MAY NOT BE RELIABLE. (M=MODEL NUMBER; RES=RESIDUE NAME; REMARK 480 C=CHAIN IDENTIFIER; SSEQ=SEQUENCE NUMBER; I=INSERTION CODE): REMARK 480 M RES C SSEQI ATOMS REMARK 480 ASN A 136 CG OD1 ND2 REMARK 480 ARG C 167 CB CG CD NE CZ NH1 NH2
Изучение остатков с номерами 21 цепей в записи 2B5A
Исследовал запись 2B5A.pdb. Структура расшифрована в 2005 году, разрешение - 1.54 ангстрем.
Изучим остатки с номерами 21 в четырех цепях. Для этого оставим в графическом окне только эти остатки с помощью команд:hide all show sticks, byres resi 21
В результате было получено следующее изображение:
Все они являются остатками глутамина. Но особое внимание приковывает остаток цепи С. Из рисунка видно, что боковая цепь у него, как бы, раздваивается, начиная с атома СА. Скорее всего, это объясняется тем, что в кристалле данный остаток может иметь два варианта расположения в пространстве. Причем, атомы каждого из этих вариантов можно выделить независимо от другого варианта (они называются CA`A и CA`B, CB`A и CB`B и так далее). Поле REMARK никакой информации о данных остатках не предоставляет.Изучение остатков с номерами 67 цепей в записи 7GPB
Исследовал запись 7GPB.pdb. Структура расшифрована в 1990 году, разрешение - 2.9 ангстрем.
Изучим остатки с номерами 67 в четырех цепях. Для этого оставим в графическом окне только эти остатки с помощью команд:hide all show sticks, byres resi 67
В результате было получено следующее изображение (остатков TRP-67 цепей С и D):
Все остатки с номерами 67 являются остатками триптофана. Однако ароматическая система боковой цепи этого остатка должна быть плоской. В это время ни один из четырех триптофанов не имеет плоской системы. В случае же остатка цепи D мы наблюдаем практически перпендикулярное взаиморасположение пятичленного и бензольного ароматических колец. Никакой информации об этих остатках, в частности объясняющей факт странного расположения атомов остатка 67 цепи D, в поле REMARK не обнаружилось. Скорее всего, это ошибка программы, вписывающей атомы остатков в электронную плотность молекулы (в нее не записано правило, что триптофаны должны иметь плоские ароматические системы).
Создание скрипта для PyMOL
Был создан скрипт для PyMOL, результатом работы которого является изображение в графическом окне, иллюстрирующее отчет по заданию 2.a. (изучение треонинов в записи 5RXN). Скрипт был сохранен в файл 5rxn.pml. Список команд выглядит следующим образом:
load 5RXN.pdb hide all select amino, byres resn thr show sticks, amino label n. ca and amino, "%s-%s" % (resn, resi) set label_size, 20 set label_position, (0.0, 0.0, 5.0) orient amino ray |
Первые впечатление от PyMOL
Первое впечатление от PyMOL исключительно положительное. Эта программа мало чем уступает RasMolу. Из недостатков я смог обнаружить лишь некоторую сложность в управлении в графическом окне. Впрочем, это мешает работе только на первых парах, когда опыта общения с программой еще нет.Зато преимуществ хоть отбавляй! Прежде всего, нельзя не отметить высокое качество изображений. Во-вторых, намного упрощает работу возможность копировать и вставлять в командную строку текст. Это нельзя было сделать в RasMol, что доставляло немало хлопот. Кроме того, хочется отметить возможность писать прямо в графическом окне, возможность с помощью мыши выполнять команды не только для всей записи, но и для любых заданных множеств, возможность не только работать с уже имеющейся записью, но и редактировать ее, добавляя, удаляя или меняя расположение различных атомов, а также многие другие дополнительные по сравнению с RasMol операции (например, orient), делающие работу более легкой и увлекательной.