Оценка качества 3D структур

1. Странности PDB файлов

• 7GPB (год расшифровки - 1991, разрешение - 2,90 Å)

                                               Рис.1 Структура 7GPB.

На рисунке 1 изображена структура белка 7GPB, цепь А изображена зеленым цветом, цепь В - бирюзовым, цепь С - розовым, цепь D - желтым. На первый взгляд структура выглядит нормально. Но если разобраться поглубже, то можно узнать, что для данной структуры нет ни карты электронной плотности, ни файла структурных факторов. Однако это не все странности.

                Рис.2 Структура триптофанов из 7GPB.pdb                                                         Рис.3 Триптофан 67, цепь D из 7GPB.pdb            Рис.4 Триптофан 67, цепь А из 7GPB.pdb

Из приведенных выше рисунков видно, что сопряженные кольца триптофана в обоих случаях находятся под углом, но они должны лежать в одной плоскости. Немного не понятно с чем это связано, значения температурного фактора у подобных триптофанов доходят до 50, однако значения больше 50 имеются у многих атомов данной структуры.

• 5RXN (год расшифровки - 1984, разрешение - 1,20 Å)
  
                                                     Рис.5 Структура 5RXN.

                                                           Рис.6 Структура Thr7 из 5RXN.

                                                           Рис.7 Структура Thr5 из 5RXN.

На рисунках 6 и 7 изображены два треонина (Thr5 и Thr7) из белка 5RXN. Как мы видим это два стереоизомера: Thr5 – D-изомер (2S, 3S); Thr7 – L-изомер (2S, 3R). Для белков более типичны L-изомеры, а встреча с D-изомером маловероятна. Рассматривая значения температурных факторов для  Thr5 и Thr7, мы увидим, что для атомов боковой цепи Thr5 они более высокие, чем для  Thr7 (Thr5 – 27.00, Thr7 – 15.60). Следовательно, выбор изомерии (2S, 3S) для остатка Thr5 не является обоснованным и, скорее всего, структура данного остатка разрешена неверно.

Также хиральностью обладает изолейцин.

• 2B5A (год расшифровки - 2005, разрешение - 1,54 Å)

                                                           Рис.8 Структура 2B5A.

На рисунке 8 изображена структура белка 2B5A, цепь А изображена бирюзовым цветом, цепь В - желтым, цепь С - синим, цепь D - розовым.

                                                           Рис.9 Структура глутаминов 21 из 2B5A.pdb

                                                           Рис.10 Структура глутамина 21, цепь C из 2B5A.pdb

Как видно из рисунка 10, изображенный глутамин имеет две альтернативные конформации. В самом файле pdb это выглядит так:

                                                           Рис.11 Обозначения глутамина 21, цепь C из 2B5A.pdb

Дело в том, что в результате эксперимента половина ячеек содержала глутамин в одной конформации, а другая половина содержала глутамин в иной конформации. Авторы просто не смогли определиться и положили обе конформации в один файл.

2. Сравнение числа атомов с коэффициентом заполнения менее 1 и значения температурных факторов

Для сравнения были выбраны две структуры:
1. 2IL6 (год расшифровки - 2006, разрешение - 0,81 Å)
2. 4NKR (год расшифровки - 2003, разрешение - 2,41 Å)
В структуре 2IL6 из 2963 атомов у 1903 коэффициент заполнения меньше единицы, что составляет 67,6 %. В структуре же 4NKR абсолютно у всех атомов коэффициент заполнения равен единице.
Медиана по значениям температурного фактора для 2IL6 равна 26,36, для 4NKR - 48,3. Это говорит о более низких пиках функции распределения электронной плотности в большинстве атомов структуры 4NKR.

Из полученных данных можно сделать вывод, что у структуры с наилучшим разрешением среднее значение температурного фактора почти в два раза ниже, чем у структуры с худшим разрешением. А также у структуры с наилучшим разрешением больше половины атомов имеют коэффициент заполнения меньше единицы.