Восстановление окружения молекулы белка в кристалле

1. Пространственное расположение белковых цепей в структуре 3HDD

Ниже представлена структура ДНК-белкового комплекса 3HDD (рис.1). Из рисунка видно, что PDB-структура 3HDD представлена двойной спиралью ДНК и двумя, асимметрично расположенными, белковыми цепями (цепь А изображена красным цветом, цепь В – синим).

                                Рис.1 Структура ДНК-белкового комплекса 3HDD.

В кристаллической ячейке "на краю" спирали ДНК находится цепь В. Для восстановления соседних с этой цепью кристаллографических ячеек воспользовалась командой symexp:
symexp sym, 3HDD, chain b, 5.0 (рис.2).
Благодаря этой команде, на экране отображаются все объекты в радиусе 5 Å от цепи В.

                                Рис.2 Результат команды symexp.

Если внимательно рассмотреть рис.2, то можно заметить, что связывание цепей А и В с ДНК происходит с большими бороздками белка, также можно увидеть, что цепи белка связываются с ДНК с определенной периодичностью.

Для определения водородных связей цепи В белка исходной ячейки с цепью ДНК соседних ячеек были определены два множества остатков на ДНК и на цепи В, содержащие атомы, находящиеся друг от друга не дальше, чем 3,5 Å.

                                Рис.3 Контакты цепи B с молекулами ДНК в структуре 3HDD.

На рисунке 3 изображены контакты B цепи (синий полупрозрачный цвет) с молекулами ДНК из своей (желтый полупрозрачный цвет) и других ячеек (бирюзовый полупрозрачный цвет). Синим цветом, показаны остатки, взаимодействующие с ДНК из других ячеек, розовым - остатки, взаимодействующие с ДНК из своей ячейки. Зеленым цветом показаны фрагменты ДНК из других ячеек, взаимодействующие с цепью В (т.е. с остатками синего цвета), желтым - фрагменты ДНК из ячейки, в которой также находится рассматриваемая цепь В (т.е. взаимодействуют с розовыми остатками).

Исходя из полученных изображений можно сделать вывод, что взаимодействия, поддерживающие структуру, распространяются за пределы исходной ячейки. Поэтому для анализа расположения В цепи "на краю" спирали ДНК потребовалось восстановить молекулы ДНК из других ячеек.

2. Контакты молекулы 1WPV

                                Рис.4 Структура белка 1WPV. Цепь А изображена голубо-синим цветом, цепь В - желто-зеленым, цепь С - оранжево-красным.

На рисунке 5 изображены молекулы белка 1WPV, расположенные на расстоянии 15 Å от элементарной ячейки.

                                Рис.5 Результат команды symexp для белка 1WPV.

Молекулы белка 1WPV на рисунке 6 расположены на расстоянии не более 5 Å от исходной молекулы в элементарной ячейкe.

                                Рис.6 Контакты молекул белка 1WPV из разных ячеек (атомы находятся друг от друга не более чем на 3,5 Å).

На рисунке 6, красным цветом, изображены водородные связи между белком 1WPV в исходной ячейке (синий цвет) и молекулами белка 1WPV других ячеек (желтый цвет).

Из рисунка 6 видно, что помимо водородных связей есть и другие взаимодействия, играющие большую роль в поддержании структуры кристалла.