Описание области контакта белка и лиганда АДЕНОЗИН-5'-ДИФОСФАТа в структуре 2HMV

Белок

Первый семестр

Главная

Лиганды в структуре 2HMV

  У сложных белков, кроме белковой цепи, имеется дополнительная небелковая группа. 
  Она называется лиганд (лат. ligo - связываю), то есть молекула, связанная с белком.
  
  В роли лиганда могут выступать любые молекулы:
  
   1)молекулы, выполняющие в белке структурную функцию – липиды, углеводы, нуклеиновые кислоты, минеральные 
     элементы, какие-либо другие органические соединения: гем в гемоглобине, углеводы в гликопротеинах, ДНК 
	 и РНК в нуклеопротеинах и т.д.
   2)переносимые белками молекулы: железо в трансферрине, гемоглобин в гаптоглобине, гем в гемопексине,
   3)субстраты для ферментов – любые молекулы и даже другие белки.

  Функции лиганда в составе сложного белка разнообразны:
  
   1)изменяет свойства белков (заряд, растворимость, термолабильность)
   2)защищает белок от протеолиза вне и внутри клетки, например углеводная часть в гликопротеинах
   3)в виде лиганда обеспечивается транспорт нерастворимых в воде соединений, например, 
     перенос жиров липопротеинами
   4)придает биологическую активность и определяет функцию белка, например, гем в гемоглобине, 
     углевод в рецепторных белках
   5)влияет на проникновение через мембраны, внутриклеточную миграцию, сортировку и секрецию белков.
     Это выполняет, как правило, углеводный остаток. (Биохимия для студента)

 Рассматриваемый нами белок имеет 2 одинаковых лиганда - АДНЕОЗИН-5'-ДИФОСФАТа (сокращенно ADP).
 
 
 Рис.1. Расположение лигандов - ADP (выделено зеленым) 
 в структуре 2HMV. Сам белок показан на рисунке
 полупрозрачным, чтобы четко видеть расположение ADP
 в структуре белка.
 Измерим лиганд и белок.

 
 Рис.2. Расчет габаритов белка и лиганда (в нанометрах).
 1 nm = 10 Å (ангстрем) = 10^(-10) m (метров). 
  
  Размеры белка                          
  длина: 6.047 nm              
  ширина: 3.286 nm          
  высота: 3.408 nm  
 
  Размеры лиганда
  длинна: 1.358 nm
  ширина: 0.436 nm
 
Анализ области контакта белка из структуры PDB 2HMV и лиганда ADP
  Для выявления мест связывания и связей между белком и лигандом, вокруг ADP 
  (принадлежащей цепочки А), средствами программы JMol, была ограничена область 
  пространства, удаленная от любого атома ADP менее, чем на 5 ангстрем.
  В результате, было найдено 6 предполагаемых связей между молекулами (см.рис. 3)
  
  
   Рис.3. Взаимодействие белка(если быть точнее, цепи А) с ADP. Белок и ADP отображены 
   с помощью wireframe. Предполагаемые связи показаны пунктиром, длины связей даны в nm.
   Атомы имеют стандартную окраску (углерод - серый, азот - синий,кислород - красный, 
   сера - желтая, фосфор - оранжевый). Подписаны номера остаткаов и трехбуквенное название 
   аминокислот, образующих химические связи.
   
 Связи: 

Связь длиной 3.12 (Å) между 56м аспарагином белка и водородом азотной группы ADP 601
Связь длиной 3.98 (Å) между 57м аланином белка и водородом азотной группы ADP 601
Связь длиной 2.66 (Å) между 36м аспартатом белка и кислородом ADP 601
Связь длиной 2.63 (Å) между 36м аспартатом белка и кислородом ADP 601
Связь длиной 2.92 (Å) между 41м лезиномином белка и кислородом ADP 601
Связь длиной 2.92 (Å) между 16м аргинином белка и кислородом фосфатной группы ADP 601

 Для получения схемы, изображающей взаимодействие белковой цепи А и ДНК, была использована программа 
 ChemSketch(см.рис. 4). Показана структурная формула лиганда. А от самого белка мы оставили только 
 радикалы аминокислот, участвующих во взаимодействии, подписаны трехбуквенным обозначением и указаны
 их номера в цепи белка.    
 
 Рис.4. Структурная формула ADP с изображением химических связей с белком.
 Черные пунктирные линии - водородные связи, солевые мосты(между ADP и Asp36A, Lys41A).

 Если изложенная информация показалась Вам интересной и заслуживающей дополнительного 
 самостоятельного изучения, предлагаю воспользоваться готовым текстом скрипта JMol, с 
 помощью которого были получены опубликованные выше изображения(Рис.1 и Рис.3). 
 
 Скрипт:
  select water 
  color translucent 1.0
  rotate z 50
  select adp
  wireframe 50
  color green
  select protein and not adp
  color translucent 0.8
  rotate x 90
  zoom 65
  pause
  restrict *A 
  restrict within (5.0, adp)
  color cpk
  cartoons off
  wireframe 30
  restrict within (5.0, adp) and *a
  select water
  color translucent 1.0
  select 41:A.NZ or 16:A.NE or 56:A.OD1 or 57:A.N or 36:A.OD1 or 36:A.OD2
  label %n %rA
  select 601:A.O2' or 601:A.O3' or 601:A.O2B or 601:A.N6
  label %n %r
  zoom 270
 

Последнее обновление: 20.12.2012