Главная

Семестры

Мои проекты

Заметки

Выбор структуры белка

Для дальнейшей работы был выбран белок spsE из работы в первом семестре. Этот белок соответствует всем необходимым критериям, а именно:

Сервис EDS знает PDB код белка, что равносильно тому, что для данного белка доступны экспериментальные данные, а не только модель

Доступен файл со структурными факторами

Существуют подходящие структурные гомологи белка (Проверка PDBeFold => launch => Query - PDB код, в таблице с находками должно быть 5 или более разных белков с RMSD (оценка сходства) от 0,8 до 2,5 ангстрем и N_align(число сопоставленных C_alpha) от 50% до 90%)

Рисунок 1. Изображение белка. В клетках бактерий выполняет функцию синтеза полисахаридной оболочки споры, фермент принадлежит к альдолазам. Встречается как в мономерной, так и в димерных четвертичных структурах. А вообще белок плохо аннотирован, про него нет статей.

Структурные факторы

Из PDB была загружена модель структуры и файл со структурными факторами Каждый структурный фактор расположен в отдельной строке и представлен последовательностью чисел. Прямого соответствия атомам модели нет. Число атомов можно определить по файлу .pdb (2739), число отражений - по файлу структурных факторов (520 245).
Для каждого структурного фактора присутствуют следующие поля:

Crystal_ID	lambda_ID	Scale_Group_ID	h	k	l	Status	F_mean	F_sigma	F_calc	phase_calc
1		1 		1    		0	0	9	o    	827.1	16.8	1043.6	0.0 
1 		1 		1    		0	0	12	o	854.0	17.4	4247.5	0.0 
1 		1 		1    		0    	0   	15 	o   	227.4	4.9	345.1	180.0 
 

Изображение электронной плотности

Файл с электронной плотностью был скачан с сайта PDB в виде карты формата O и 2mFo-DFc (по умолчанию). Нужно было оценить качество модели пространственной структуры, представленной в PDB файле.
Для начала надо было оценить, насколько хорошо электронная плотность описывает полипептидный остов цепи.

Рисунок 2. Изображение электронной плотности вокруг полипептидной цепи. Уровень подрезки 1	Рисунок 3. Изображение электронной плотности вокруг полипептидной цепи. Уровень подрезки 1.5	Рисунок 4. Изображение электронной плотности вокруг полипептидной цепи. Уровень подрезки 2

Видно, что ЭП хорошо соотносится с полипептидным остовом на всех уровнях подрезки.

Далее нужно было оценить, насколько хорошо ЭП соотносится с отдельными остатками. Для этого были построены изображения электронной плотности для 3 уровней электронной плотности вокруг трех аминокислот (15-17) на поверхности белка и аминокислот, которые принимают участие в связывании атома цинка, который необходим для катализа (214, 220, 236).

Рисунок 5. 15-17 аминокислотные остатки, уровень подрезки электронной плотности 1	Рисунок 6. 15-17 аминокислотные остатки, уровень подрезки электронной плотности 2	Рисунок 7. 15-17 аминокислотные остатки, уровень подрезки электронной плотности 3
Рисунок 8. 214 a.o., уровень подрезки электронной плотности 3	Рисунок 9. 236 a.o., уровень подрезки электронной плотности 3	Рисунок 10. 220 a.o., уровень подрезки электронной плотности 3

Вообще, разрешение у данного белка 2.38 ангстрем, что является приемлимым разрешением для белков. В примере с тремя аминокислотами 15-17 атомы достаточно хорошо вписываются в электронную плотность. При этом у аминокислотных остатков, которые взаимодействуют с ионом цинка в активном центре металла, с 3 уровнем подрезки электронной плотности дело обстоит хуже. Видно, что она практически полностью обходит стороной боковые радикалы, хотя в глутаминовой кислоте есть два электроотрицательных атома кислорода. А гистидинах плотность присуствует в середине кольца, что логично, поскольку заряд "размазан" по кольцу. Общий вывод - координаты атомов в принципе соответствуют "сгусткам" электронной плотности (особенно на небольших уровнях подрезки), и бОльшее скопление соответствует атому кислорода в основной цепи (видно по последним трем рисункам).