Водородные связи в альфа-спирали

Водородная связь — это форма ассоциации между электроотрицательным атомом и атомом водорода H, связанным ковалентно с другим электроотрицательным атомом.^[4] Альфа-спираль — это типичный элемент вторичной структуры белков, который имеет форму правозакрученой винтовой линии и которая стабилизирована водородными связями: каждая аминогруппа (-NH) в каркасе образует водородную связь с карбонильной группой (-C=O) аминокислоты, находящейся на 4 аминокислоты раньше.^[5] Механизм поиска - выделяем альфа-спирали, выделяем отдельный участок альфа-спирали, командой hbonds calculate демонстрируем водородные связи. На изображении показаны водородные связи (некоторые с соответствующими геометрическими параметрами) в альфа-спирали B-цепи.

Водородные связи в бета-листах

Бета-Лист (Бета-складчатый слой) — одна из форм регулярной вторичной структуры белков. Бета-листы состоят из бета-цепей, связанных с боков двумя или тремя водородными связями, образуя слегка закрученные, складчатые листы.^[6] Механизм поиска - выделяем бета-листы, выделяем отдельный бета-лист, командой hbonds calculate демонстрируем водородные связи. На изображении показаны водородные связи (некоторые с соответствующими геометрическими параметрами) в бета-листе D-цепи.

Солевой мостик между [GLU]410 и [LYS]411

Солевой мостик - это совокупность двух нековалентных взаимодействий: водородных связей и электростатических взаимодействий. Эта связь образуется между положительно заряженной аминогруппой и отрицательно заряженной карбоксильной группой за счёт заряда(электростатическое взаимодействие) и водорода в аминогруппе(водородная связь). Мостик служит для стабилизации связи между цепями белка и преодаления неблагоприятного энтропийного фактора. Следовательно в связи могут участвовать отрицательно заряженные: аспаргиновая и глутаминовая кислоты; положительно заряженные: лизин, аргинин и гистидин.Механизм поиска: сначала раскрасили белок по цепям, далее нашли покрасили одним цветом положительно заряженые аминокислоты, другим - отрицательно заряженные, потом посмотрели места контактов белков и искали близко расположенные заряженные группы. В качестве примера приведён солевой мостик между [GLU]410 цепи A и [LYS]411 цепи D.^[7]

Стэкинг между [PHE]195 и [PHE]202

Pi стэкинг - это нековалентное взаимодействие между молекулами, содержащими ароматические кольца. Образование связи происходит за счёт перекрывания p-орбиталей. Из аминокислот к стэкинг-взаимодействиям способны фенилаланин и триптофан. Механизм поиска - оставляем видимыми только нужные нам аминокислоты(Phe и Trp), далее нам нужно найти два ароматических кольца находящихся близко и в одном из трёх возможных вариантов взаимного расположения (см. рисунок 1). Для примера были выбраны два остатка фенилаланина цепи D(195 и 202).^[8]

Рисунок 1. Типы Pi стэкинга

Гидрофобные взаимодействия

При укладке полипептидная цепь белка стремится принять энергетически выгодную форму, характеризующуюся минимумом свободной энергии. Поэтому гидрофобные радикалы аминокислот стремятся к объединению внутри глобулярной структуры растворимых в воде белков. Между ними возникают так называемые гидрофобные взаимодействия, а также силы ван-дер-Ваальса между близко прилегающими друг к другу атомами. В результате внутри белковой глобулы формируется гидрофобное ядро.^[9] Белок цитохром - P 450 2d6 содержит 2 крупных гидрофобных ядра(16 и 1) и 52 маленьких. Данные представлены в таблице.

Номер ядра	Число атомов	Процентное соотношение к числу всех атомов,%	Процентное соотношение к числу атомов белка,%
16	1655	11,36	11,58
1	1640	11,25	11,47
29	78	0,54	0,55
41	71	0,49	0,50
все остальные	437	3,00	3,06

Справочные данные: число атомов в комплексе - 14573, число атомов в белке - 14292.

Гидрофобные ядра искали при помощи сервиса CluD. С помощью команды script <сохраненный файл> извлекли информацию о наиболее крупных ядрах. Далее были написаны скрипты для гидрофобного ядра и для его выхода на поверхность.

Информация о лиганд-биомолекулярных контактах