Совмещение полипептидных цепей

белков

Семестры • Второй семестр • Совмещение полипептидных цепей белков

Совмещение белков Bontoxilysin A (PDB ID 3QIX) и Bontoxilysin G (PDB ID 1ZB7)

С помощью сервиса PDBeFold возможно выбрать два или более белка и просматривать их с помощью Jmol, причем все цепи отображаются одновременно и получается их наложение. Это, в частности, используется для анализа различий в структуре похожих функционально или близких филогенетически белков.

Взяв за основу цепь А легкой цепи белка Bontoxilysin A (PDB ID 3QIX:A) для совмещения я выбрал белок Bontoxilysin G, также цепь А легкой цепи (PDB ID 1ZB7:A). Оба белка являются нейротоксинами, продуцируемыми бактерией Clostridium botulinum (Однако, Bontoxilysin G не используется в косметологии). A и G в названиях белков обозначают их разный серологический тип, т.е. различные антигенные свойства, в ответ на которые в организме образуются специфические антитела.

Подходящая для совмещения структура была найдена с помощью поиска на сервисе PDBeFold, из 95 775 структур было отобрано 84 (использовались стандартные настройки). Искомый белок должен был достаточно отличаться от Bontoxilysin A, чтобы не совмещались идентичные структуры. Этому требованию удовлетворяют параметры %_seq 37%, N_align 364 (86,2% от числа остатков в структуре 3QIX), RMSD 1,57, N_g 13 структуры белка Bontoxilysin G (1ZB7).

На рис.1 представлен участок совмещения цепей (от остатка 257 до остатка 420), серо-синим показана цепь Bontoxilysin A, зеленым — Bontoxilysin G. Шариками выделены атомы, расположенные в совмещенных цепях близко друг к другу (порог расстояния 1,75 Å, всего из 164 атомов участка совмещенными оказались 122 атома). Синим выделен участок цепи с расхождением, подписаны номера остатков в совпадающих элементах по обе стороны расхождения. После Gly267 цепь Bontoxilysin A образует несовмещенную петлю из трех остатков до совмещенного остатка Lys272. Цепь Bontoxilysin G образует две несовмещенные петли: одна, начинающаяся после Gly273 и идущая до Asp276, состоит из двух остатков, вторая начинается сразу за первой, также состоит из двух остатков и доходит до Val279 (совмещенного с Phe273 цепи Bontoxilysin A). Рисунок получен с помощью программы Jmol; Jmol-скрипт для получения такого же изображения можно просмотреть и скачать. Для работы скрипта также необходимо скачать оригинальный pdb-файл.

Интересно, что несмотря на то, что положение атомов в цепях совпадает со сдвигом в 4-6 остатков (например, совпадают также Gly267 структуры 3QIX и Gly273 структуры 1ZB7), форма этих белков, равно как и элементы их вторичной структуры, практически идентична.

Структуры, похожие на структуру белка Bontoxilysin A

В продвинутом поиске на сайте PDB можно задавать различные критерии поиска структур. С помощью продвинутого поиска я составил список структур, похожих на структуру Bontoxilysin A по следующим параметрам: они содержат HEXXN-мотив, принадлежат к группе металлоэндопептидаз и являются белками бактерий. Таблицу с описанием найденых структур в формате Excel можно скачать.