Занятие 12: подсказки
   

Немного теории

Длины валентных связей и значения валентных углов в полипептидных остовах одинаковы во всех белках. Общая форма молекулы белка определяется вращением атомных группировок вокруг валентных связей.
Для описания такого вращения используется понятие торсионного угла (иногда его называют двугранным углом).
Торсионный угол определен для системы из 4-х точек в пространстве. Пусть это точки A, B, C, D. Спроектируем эти точки из пространства на плоскость, перпендикулярную прямой (BC) и посмотрим на эту плоскость со стороны точки B. Тогда на плоскости мы увидим 3 точки: A' - проекцию точки A, B' - проекцию точек B и C, и D' - проекцию точки D. Торсионным углом системы {A,B,C,D} называется угол между векторами B'D' и B'A'. Значения этого угла лежат между -180° и +180°. Напоминаем, что угол между векторами u и v считается положительным, если для совмещения их направлений первый необходимо повернуть против часовой стрелки ("в положительном направлении").
Например, на рисунке изображена система из 4-х атомов. Торсионный угол вращения вокруг связи B-C вычисляется так: построим плоскость, перпендикулярную связи В-С и определим угол, на который необходимо повернуть проекцию B-D, чтобы совместить её с проекцией A-B.
Ниже показано, как принято приписывать знак двугранному углу, если смотреть на систему в направлении связи B → C.




Двугранные углы в полипептидной цепи:

Дополнительная информация
     Torsion angles (IUPAC-IUB Commission on Biochemical Nomenclature (CBN))
     Tutorial on peptide and protein structure

Подсказки к упражнениям

  1. К упражнению 1 (команда restrict)

    2. Откройте коды странички с заданием. Таблица, которую надо заполнить, выделена в кодах пустыми строчками и строчками комментария. Скопируйте коды в файл вашего протокола.

    Сначала для каждого угла запишите в таблицу ту валентную связь, вращение вокруг которой характеризует данный угол.

    Затем для каждого угла определите, какие атомы будут соответствовать атомам A,B,C и D на схеме, приведенной выше.

    Оставьте на экране изображение выбранного фрагмента ABCD в шарнирной модели (для этого введите команды wireframe 40 и spacefill 120).
    Выберите режим вычисления двугранных углов (кнопки меню "Settings -> Pick torsion" или "Установки -> торсионный угол").
    Щелкните по каждому из 4-х атомов в том порядке, в каком они нужны для вычисления (A,B,C,D).
    Значение двугранного угла появится в командном окне, а также, возможно, и в графическом.
  2. К упражнению 2 (команды restrict, label) Вам могут пригодиться новые команды:
      сenter <имя множества> перемещает указанное множество в центр окна
    zoom 600 увеличивает масштаб в 6 раз по сравнению с исходным
    set fontsize 14 использовать шрифт 14pt
    set fontstroke 2 сделать шрифт большей толщины

    Подсказка для создания подписи. Попробуйте следующее: выделите один из нужных вам атомов и задайте команду
    label " Hello, atom %a in the residue %n%r"
    Посмотрите, что получилось!

  3. К упражнению 3 (команда select)

    4. Сначала надо выделить множество аминокислотных остатков!

    Названия множеств, понимаемые Rasmol:
         helix, sheet, gly, pro, all

    При выполнении этого упражнения возможны две стратегии.

    1. Первая состоит в использовании следующих команд
        save rpp <имя файла> сохраняет карту Рамачандрана в файле
      show rpp <имя файла> показывает карту Рамачандрана в командном окне

    2. Вторая предполагает большую работу, но результат может получиться более высокого качества, и баллы тоже.
      Используйте команду
           save phipsi <имя файла>
      она сохраняет список углов φ и ψ; угол ω приводится только в том случае, если полипептидная цепь в данном месте находится в cis-конфигурации.
      В результате Вы получите текстовой файл, который можно импортировать в Excel и построить точечную диаграмму следующего вида.


    Для того, чтобы на одной диаграмме отображались данные для нескольких множеств остатков, сначала создайте таблицу из 2-х столбиков phi и psi для всех остатков, затем добавьте к ней снизу столбики для другого множества, и столбик с углами psi сдвиньте на одну ячейку вправо и т.д. Пример таблицы для случая трех множеств, каждое из которых содержит два остатка: