Kodomo

Пользователь

Учебная страница курса биоинформатики,
год поступления 2013

Практикум 4. Белок и «лиганд»: с чем, как и зачем может взаимодействовать белок. Задания

По этому практикуму проверяется:

  1. Веб-страница "Описание области контакта c лигандом (YYY) в структуре белка X (идентификатор PDB ZZZZ)". В этом названии X - название Вашего белка, а YYY - название лиганда на русском языке (например, "ион натрия", "ДНК", "пирофосфат" и т.п.)

  2. Главное изображение из задания 2: файл с названием XXXXXXXX_pr4.png - где XXXXXXXX - Ваша фамилия - в директории credits.

Срок выкладывания результатов на сайт: 23:59 11.03.2014.

Задание №1. Выберите для работы лиганд и покажите его на рисунке

  1. Выберите одно низкомолекулярное соединение или ДНК-РНК ("лиганд")для работы в этом задании. При этом, если таких соединений несколько, руководствуйтесь следующими соображениями:

    • Предпочитайте лиганды, связанные внутри белка лигандам, которые находятся на его периферии - более вероятно, что они не являются артефактами, например молекулами, добавляемыми для лучшей кристаллизации белка.

    • Предпочитайте лиганды, которые, как Вам кажется, могут иметь отношение к биологической функции Вашего белка: то есть являются его кофакторами или субстратами

    • Предпочитайте соединение с более сложной формулой (если есть, например, ион металла и пифосфофат - выбирайте пирофосфат) - так интереснее описывать сайт.

    • Если несколько лигандов оказываются связаны рядом друг с другом (например, молекулы АТФ почти всегда в структурах встречаются вместе с ионами магния), то берите оба лиганда.

  2. Озаглавьте раздел "YYY в структуре белка X (идентификатор PDB ZZZZ)". Опишите словами, какие лиганды имеются в белке и почему Ваш выбор остановился на лиганде YYY.
  3. Укажите следующие свойства выбранного лиганда:
    • Его русское название
    • Его английское название
    • Его название в файле PDB (то, по которому он выделяется однозначно, если таких лигандов в структуре несколько - например, CMP501)
    • Является ли этот лиганд, по Вашему мнению, субстратом, кофактором или еще чем-то. Ответ обоснуйте: можно пользоваться, например, данными статьи, описывающей Ваш белок.

  4. Если Вы уже сделали задание №5* из практикума 3 (где нужно было сделать аккуратную картинку своего белка со всеми лигандами), то дайте ссылку на соответствующую страничку и укажите, как выбранный лиганд был обозначен на рисунке. Если еще не сделали, то сделайте это как только рисунок будет готов.

Задание №2. Описание области контакта белка и лиганда

Цель этого задания - описать, какие аминокислотные остатки белка и другие молекулы (например, молекулы воды) контактируют с выбранным Вами лигандом. Для этого надо сделать рисунок (хотя бы один), показывающий область контакта, и объяснить, что на этом рисунке где находится. Примерный план действий:

Вам потребуется скрипт, который будет воспроизводить главную картинку этого задания, поэтому сразу сохраняйте команды! Можно приводить и сопроводительные изображения (столько, сколько потребуется), чтобы доказать, что Вы все написали правильно.

  1. Лиганд, если это атом металла, выделите в шариковой модели, а если органическое соединение - то в толстой проволочной модели.
  2. Молекулы воды, которые взаимодействуют с лигандом, тоже выделяйте шариками.
  3. Найдите остатки в белке, которые могут образовывать с лигандом связи: например, координировать атом металла, или образовывать водородные связи с какими-то группами органического соединения. Выделите их в проволочной модели, окраска по типам атомов. Для остатков белка указывайте номер остатка и трехбуквенное название аминокислоты (Arg1).

  4. Если в Вашу область взаимодействия входят молекулы воды, также покажите, с какими остатками белка эти молекулы взаимодействуют, то есть включите эти остатки в Ваше описание сайта связывания.

  5. Покажите на рисунке элементы вторичной структуры, к которым принадлежат взаимодействующие с лигандом аминокислотные остатки (чтобы они не мешали видеть основную картинку, можно сделать их полупрозрачными ленточками: выделить только остов белка (backbone), выделить в ленточной модели (ribbons) и с помощью команды color translucent X настроить прозрачность).

  6. Выберите такой ракурс, чтобы картинка была видна наилучшим образом.

  7. Средствами Jmol (например, коммандой connect) или последующей обработкой изображения в графическом редакторе покажите пунктиром связь и расстояния между всеми взаимодействующими с лигандом атомами.

Озаглавьте этот раздел: "Область контакта c лигандом (YYY) в структуре белка X (идентификатор PDB ZZZZ)". Вставьте на страничку полученные изображения. Опишите, какие типы взаимодействий Вы обнаружили в области контакта с лигандом, а также любые наблюдения, которые Вам кажутся важными.

Этот раздел должен завершаться предложением, в котором Вы ссылаетесь на скрипт, с помощью которого можно получить главное изображение текущего задания. Сам скрипт в тексте странички не приводите (ведь он скорее всего достаточно длинный): вместо этого поместите его в отдельный файл и ссылку на этот файл вставьте в данное предложение. Иными словами, читатель должен иметь возможность щелкнуть на ссылке и тут же увидеть текстовый файл со скриптом.

Задание №3* (необязательное)

Озаглавте этот раздел "Проект генно-инженерного эксперимента с белком X из структуры ZZZZ", где ZZZZ - идентификатор PDB, а X - название Вашего белка. Представьте, что Вы можете произвести в белке методами генной инженерии точечную мутацию, то есть заменить одну любую аминокислоту белка на любую другую. Предложите возможные замены для достижения двух приведенных ниже целей и обоснуйте, почему Вы считаете актуальными именно их: