Ligand

На главную страницу первого семестра

Изображение области связывания АДФ (адезинодифосфата) с дефосфокоакиназой


Рис.1
На рисунке в толстой проволочной модели изображена молекула АДФ.
В более тонкой прволочной модели вокруг АДФ изображены
контактирующие с ней аминокислоты, причем их углеродные
остовы покрашены в зеленый цвет (для удобства),
а в виде синих и красных шариков изображены молекулы
азота и кислорода соответственно.


Рис.2
Здесь изображено гидрофобное взаимодействие белка с АДФ.
Молекула АДФ — в центре в проволочной модели.
Зеленым выделены аминокислоты, гидрофобно взаимодействующие с лигандом.
Желтыми шариками показаны атомы, вступающие в гидрофобное взаимодействие.


Рис.3
На рисунке представлено взаимодействие аминокислот белка (фиолетовый цвет)
с молекулой АДФ (прволочная модель в центре) через "водяные мостики".
Молекулы воды показаны как красные шарики.


Рис.4
Данное изображение демонстрирует гидрофильные связи белка с молекулой АДФ.
Углеродный остов АДФ для удобства выделен зеленым цветом.
Атомы аминокислот, гидрофильно взаимодействующие с лигандом представлены крупными шариками.
Красные атомы — атомы кислорода, синие — азота,
серые атомы — углерода (в аминокислотах) и оранжевые атомы — атомы фосфора.

Проект генно-инженерного эксперимента


1)Мутация, нарушающая связь АДФ с белком.
На рисунке 4 мы можем видеть, что дифосфатный "хвост" молекулы связан с белком довольно прочно, посредством 11 гидрофильных с семью аминокислотами Arg 144, Thr 17, Ser 16, Gly 12, Lys 15, Ser 13, Gly 14. В дополнение к этому через водяные мостики с дифосфатом АДФ связаны Arg 144, Gly 12 и Ser 13. Поэтому чтобы выбрать аминокислоты, при замене которых связь молекулы АДФ с белком значительно ухудшается и возможно нарушается, наиболее целесообразно их искать среди остатков, взаимодействующих с остатком аденина, а именно: Asn 175, Ala 178, Gly 177, Pro 179, Arg 140. Рассмотрим более подробно Asn 175. Он участвует в трех гидрофильных связях (из 7 гидрофильных связей образуемых белком с остатком аденина в АДФ), гидрофобных взаимодействиях и в связях через водяной мостик. Поэтому если заменить Asn 175 на пролин (Pro), то связь белка c остатком аденина (и соответственно с АДФ) нарушится.
2)Мутация, не влияющая на связь АДФ с белком.
Наибольшей толерантностью к замене с целью ухудшения связывания обладают аминокислоты, связанные с дифосфатным остатком АДФ, так как они образуют с ним очень большое количество связей, которые взаимно дополняют и усиливают друг друга (это видно на рис.4). Таким образом, Связь АДФ с белком практически не изменится если поменять Gly 12 на аланин. В Gly 12 связь образует только остовный азот, который естественно есть и у аланина; данная связь не очень важна в связывании АДФ с белком. К тому же аланин отличается от глицина только на одну углеродную группу, что не должно сказаться при замене.


©Куликовский, Алексей