Практикум #3 Альтернативные положения, B-фактор, кристалл

Задание 1. Альтернативные положения

• Мне был дан PDB ID 6HOI, который на 14 позиции имеет а.о. аргинин. Судя по содержанию PDB-файла, данная аминокислота имеет 2 альт-лока.
• Для анализа взаимодействий были изображены все аминокислоты и молекулы воды располагающиеся на расстоянии до 3.5 Å вокруг аргинина-14.
• На рис. 1 можно увидеть первый альт-лок аргинина-14. Пунктирными линиями показаны водородные связи. Помимо этого не забываем, что аргинин при нейтральном pH находится в протонированном состоянии (процесс кристализации проводился при pH = 7.5), а соседний аспартат в депротонированном. Значит здесь еще есть и солевой мостик между этими 2-мя аминокислотами. Таким образом отметим, что первый альт-лок может участововать в 3 водородных связях и одном солевом мостике. Это нам пригодится для сравнения альт-локов.



• На рис. 2 продемонстрированы взаимодействия второго альт-лока аргинина-14 с его окружением.



• Судя по PDB-файлу первый альт-лок встречается в кристалле с веротностью 0.59, второй же 0.41. По рисункам 1 и 2, а также сказанному выше, можно отметить, что и в первом и во втором случае количество водородных связей остается неизменным (3 штуки) и сохраняется солевой мостик. Чтобы попробовать объяснить это различие я также посмотрел на углы этих водородных связей (рис. 3, 4). Мысль у меня такая, что угол водородной связи влияет на ее энергию. Чем ближе этот угол к идеальному (120 градусов), тем такая водородная связь прочнее и выгоднее.





• Из рисунков 3 и 4 видно, что во втором альт-локе 2 водородные связи превышают идеальный угол более чем на 20 градусов, в то время как в первом альт-локе только одна.
• Таким образом скорее всего менее идеальная геометрия водородных связей во втором альт-локе делает его менее вероятным в структуре.

Задание 2. B-фактор

• B-фактор показывает насколько позиции атомомв структуры может отклоняться от позиции, усредненной по всему кристаллу. На этот фактор важно смотреть, т.к. даже в кристалле может происходить тепловое движение атомов.
• Для удобства я убрал все лиганды, чтобы было видно только остов самого белка. Так же я решил убрать маленький пептидный мотиф Beclin так же для удобства. У него не было также N- и C- концы имеют большие значения B-фактора.
• В моем случае структура садержит 2 цепи A и B, которые полностью схожи друг с другом (только в одной на 0 позиции есть серин ,а у другой нет).



• По рис. 3 можно выделить, что B-фактор больше у аминокислот на N- и C-концах (цепь A: SER 0 и LYS 117, цепь B: MET 1 и LYS 117), входящих в структуры петель (цепь B: ASP 45 и PRO 37), распологающихся ближе к поверхности белка (у цепи A PRO 10, HIS 9 и ASP 8 располагаются на поверхности, в отличии от цепи B, где те же остатки имеют меньшее значение B-фактора). Это можно объяснить недостаточным количеством (или отсутствием) взаимодействий, что увеличивает влияние теплового фактора на их колебания.
• На Рис. 4 - 8 изображна аминокислота LYS 38 с очерченной вокруг нее электронной плотностью на разных уровнях подрезки.
• На эту аминокислоту упал мой взор, потому что ее атомы меняют значения B-фактора от низких у остова до больших у аминогруппы боковой цепи. Это говорит о том, что тепловое движение атомов увеличивается от остова к аминогруппе боковой цепи.
• На рис. 4-8 хорошо видно, что с понижением уровня подрезки ЭП покрывает атомы с все большим значением B-фактора.
• При этом на рис. 8 при наименьшем выбранном мною уровне подрезки видно пустую ЭП рядом с аминогруппой бокового радикала. Это как раз говорит нам о том, что из-за поверхностного расположения аминокислоты, чем дальше в раствор, тем проще происходит вращение вокруг связи C-N из-за чего аминогруппа может менять свое положение. По-видимому, это пустое ЭП и показывает дополнительное возможное положение аминогруппы. Хотя как альт-лок в записи PDB такого положения нет.

Задание 3. Кристалл

• Уже на отсечке 5 можно увидеть упорядоченность в структуре кристалла (рис. 9).



• Про количество соседей "молекулы" белка можно сказать 2 вещи. Если под "молекулой" воспринимать всю структуру данной мне пдб состоящей из двух одинаковых белков, то соседей 12 (рис. 10).



• Если же рассматривать "молекулу" как один из двух белков, то тогда таких соседей будет 8 (рис. 11)