Электронная плотность

 Сначала об интерпретации данных о распределении ЭП: уровни подрезки ("в сигмах") регулируют то, насколько "плотные" области будут отображены mesh'ем. Так, например, при уровне подрезки 1 будут показываться области, значения ЭП которых больше среднего значения ЭП по кристаллу как минимум на одну сигму, или, по таблице z-score, ~15% самых "плотных" участков.

Задание 1. ЭП: хорошая и плохая расшифровки.

 7EJQ и 5N5Q - кристаллографические расшифровки белка транстиретина (TTR), являющегося переносчиком тироксина и ретинола, - на первый взгляд глобально не различаются: β-листы устроены одинаково и даже неструктурированные участки цепей свернуты похоже. При отображении sticks у структуры 7EJQ видны водороды, что может намекать на лучшее разрешение (в интернетах пишут, что при разрешении 1.2 Å и меньше можно расположение части водородов из ЭП вытащить). При отображении ЭП isomesh'ем уже становится понятно, что у 7EJQ разрешение лучше, потому что у сетки, отображающей ЭП, ячейки мельче и соотношение сигнал/шум у этой расшифровки выше, чем у 5N5Q (на уровне подрезки 2 у структуры 7EJQ отоображаются большие области ЭП, то есть для большего количества точек значения ЭП выше среднего по кристаллу как минимум на 2 сигмы).
Разрешения согласно сайту PDB: 7EJQ - 1.15 Å; 5N5Q - 2.53 Å.

 На рисунке 1 видно, что ЭП выбранного участка белка в структуре 7EJQ покрывает весь остов, вокруг атомов отображается в шаровидной форме. ЭП того же участка в структуре 5N5Q более безформенная, на взятом уровне подрезки не покрывает часть петли. Полагаю, у глутамата 42 не смогли однозначно определить по ЭП положение сайдчейна, поэтому он нарисован в двух вариантах (возможно, в разных ячейках кристалла этот остаток был расположен по-разному).
 ЭП лучше согласуется с положениями отдельных атомов в записи с лучшим разрешением - 7EJQ. Это говорит о том, что по карте распределения ЭП с лучшим разрешением строится более точная атомарная модель белка, на основании данных которой можно с большей уверенностью выдвигать гипотезы о структурно-функциональных свойствах белка.

Задание 2. ЭП и положение в структуре.

 7BF5 - кристаллографическая расшифровка макродомена третьего неструктурированного белка (NSP3) коронавируса SARS-CoV-2. Данный домен обеспечивает АДФ-рибозилгидролазную активность белка, позволяющую вирусу обходить PARP-индуцированный иммунитет.

 При повышении уровня подрезки мы наблюдаем (Рис.2), что исчезает отображение ЭП на концевых участках белка, в то время как вокруг структурированных областей во внутренней части белка отображение ЭП сохраняется. Это связано с подвижностью внешних и концевых областей белка ("размазывающих" свою ЭП по пространству) и, напротив, относительной неподвижностью внутренних и структурированных участков.

Задание 3. ЭП и типы атомов.

 Лигандом макродомена NSP3 в расшифровке 7BF5 является АДФ-рибозофосфат (ADPRP).

 При повышении уровня подрезки можно заметить, что отображаются области ЭП, соответствующие наиболее электроотрицательным атомам, ну и тем, у кого в принципе электронов больше на внешней оболочке. На рисунке 3 видно, как постепенно перестаёт отображаться ЭП рибозы, а вот облака π-электронов ароматики остаются видны, как и ЭП вокруг фосфатных групп.
 Также на рисунке 2 видно, что при уровне подрезки 2 уже частично не отображается ЭП вокруг углеродов, а на уровне подрезки 3 она остаётся видна вокруг кислородов и части азотов.