Задание 1. Альтернативные положения
В моей структуре - 3D95 я сравниваю стабилизирующие взаимодействия для двух альтлоков (А и В) Arg 79 из цепи B.
Альтлок А и стабилизирующие его взаимодействия
(во всем практикуме водороды нарисованы автоматически - в структуре их нет и их положение подрегулировано мной исходя из геометрии связей)
Альтлок А стабилизирован различными водородными связями.
Напрямую остовом GLU 103, через водяной мостик с остовами PRO 80 и LYS 101, LEU 22, через водяной мостик с радикалами двух аспартатов - ASP 77, ASP 126. Углы у этих связей не идеальные,
но длина в пределах разумной (не более 3.5 Ангстрем в случае водородной связи).
Альтлок В и стабилизирующие его взаимодействия
Аргинин в альтлоке В связан ионным взаимодействием с ASP 77, причем довольно близким. С другой стороны он связан через водяной мостик с остовом PRO 105, GLU 103 и радикалом THR 107.
Заселенности этих двух альтлоков равны между собой и составляют - 0.5.
Мне кажется, что заселенность альтлока В на самом деле должна быть несколько больше, потому что ионные связи сильнее водородных
и положение в альтлоке В должно быть более стабильно, чем в альтлоке А. Я оценила по формуле у меня получилось, что энергия этой ионной связи порядка 356 Kj/mol. Что соответствует ~ 9 водородным связям с энергией 40 Kj/mol. В то же время возможно, что это преимущество альтлока В по энергии настолько незначительно влияет на разность в качестве электронной плотности, что исследователи сочли эти альтлоки равнозаселенными.
Задание 2. B-фактор
Величина В-фактора отражает то, насколько электронная плотность в точке пространства, куда мы поместили атом, сильно размазана. Можно заметить что области остова белковой молекулы,
обладающие большим В-фактором находятся ближе к поверхности, чем к центру и представлены скорее неструктурированными петлями чем элементами вторичной структуры. Этот тренд легко объясняется тем,
что элементы белка, расположенные ближе к его поверхности и не включенные в элементы вторичной структуры имеют меньше контактов с другими областями белка -> более подвижны -> ЭП размывается.
Для начала посмотрим как меняется электронная плотность, покрывающая боковой радикал остатка, имеющего небольшой В фактор - LYS 30 chain B. Этот остаток обладает малой термической подвижностью, видимо, вследствие того, что его положение в пространстве определено взаимодействиями с другими остатками или растворителем.
Подрезка - 1 carve - 2
Подрезка - 2 carve - 2
Подрезка - 3 carve - 2
Заметим, что плотность довольно однозначно определяет положение атомов и большая часть этой плотности сохряняется даже на уровне подрезки 3.
Теперь рассмотрим как меняется электронная плотность для бокового радикала остатка, обладающего бОльшим и увеличивающимся к периферии значением В-фактора - LYS 98 chain B.
Подрезка - 0 carve - 2
Подрезка - 0.5 carve - 2
Подрезка - 1 carve - 2
Подрезка - 1.2 carve - 2
Подрезка - 1.5 carve - 2
Подрезка - 2 carve - 2
Во первых мы видим, что в целом значения электронной плотности в области радикала с высокими значениями В - фактора меньше, чем в случае радикала с низкими значениями -
электронная плотность в случае атома с низкими значениями в значительной степени покрывает радикал даже на уровне подрезки - 3, в то время как в случае радикала с высокими значениями В - фактора
уже на уровне подрезки 2 электронная плотность покрывает небольшую область в районе СА атома и первого углерода радикала. Также мы видим, что с увеличением уровня подрезки электронная плотность перестает сначала покрывать
дистальные относительно остова атомы, имеющие большее значение В фактора. Это можно объяснить тем, что остаток 98 - подвижный, поэтому в одно и то же время в разных молекулах в кристалле этот остаток лежит в немного разных положениях. При съемке соответствующая этому остатку ЭП получается размазанной, но интеграл плотности по объему остается таким же как в случае неподвижного остатка -> плотность становится меньше по значению в каждой области пространства. Дистальные атомы более подвижны, поэтому и В фактор больше.
Задание 3. Соседи
Восстановленный кристалл с уровнем отсечки 1000 Å Здесь 27 ассиметрических единиц, каждая из них покрашена в свой цвет и состоит из двух идентичных молекул
Непосредственные соседи ассиметрической единицы (ярко розовая в центре) в кристалле. Я насчитала 8 соседей - 2 спереди и 2 сзади 1 сверху и 1 снизу 1 справа и 1 слева
Gif изображение ассиметрической единицы и ее соседей полученное путем конвертации mpg файла из pymol.