Построение поверхности

1. Раскраска участка поверхности: PyMol

Для комплекса димера пуринового репрессора с ДНК создайте изображения: а) поверхности контакта мономера белка с симметричным мономером на фоне остовной (ribbon) модели мономера; б) поверхности контакта димера белков с двойной спиралью ДНК на фоне остовной модели части белка, вовлечённой в контакт; в) поверхности контакта ДНК с димером белков на фоне проволочной (sticks) модели двойной спирали.

Пуриновый репрессор — белок, регулирующий транскрипцию генов пуринового регулона. В регулон входят гены, кодирующие ферменты синтеза пуриновых нуклеотидов de novo, а также ряд генов, имеющих к синтезу косвенное отношение, и ген собственно пуринового репрессора purR.

Для работы я выбрал структуру димера пуринового репрессора 1QQB. Все манипуляции проводились в PyMol, использованные команды (кроме настроек стиля) приведены справа.

fetch 1qqb, type=pdb1, multiplex=1
create prot1, 1qqb_0001 and chain A
create prot2, 1qqb_0002 and chain A
create dna1, 1qqb_0001 and chain M
create dna2, 1qqb_0002 and chain M
hide everything, 1qqb_000*

Рис.1
Поверхность контакта
одного мономера белка с другим

Показана поверхность, построенная по атомам одной субъединицы, находящимся на расстоянии не более 3.5 ангстрем от второй.

create p1surf, prot1
hide everything, p1surf
select p1int, p1surf w. 3.5 of prot2
show surface, p1int

Рис.2
Поверхность контакта
одного мономера белка с другим:
расширение до остатков

Показана поверхность, построенная по всем атомам тех остатков одной субъединицы, как минимум один атом которых находится на расстоянии не более 3.5 ангстрем от любого атома второй субъединицы.

select p1int_br, br. p1surf w. 3.5 of prot2
show surface, p1int_br

Рис.3
Поверхность контакта
белков с молекулой ДНК

Показана поверхность, построенная по атомам обеих субъединиц, находящихся на расстоянии не более 3.5 ангстрем от молекулы ДНК.

create psurf, prot1 or prot2
hide everything, psurf
select pint, psurf w. 3.5 of (dna1 or dna2)
show surface, pint

Рис.4
Поверхность контакта
белков с молекулой ДНК:
расширение до остатков

Показана поверхность, построенная по всем атомам тех остатков обеих субъединиц, как минимум один атом которых находится на расстоянии не более 3.5 ангстрем от молекулы ДНК.

select pint_br, br. psurf w. 3.5 of (dna1 or dna2)
show surface, pint_br

Рис.5
Поверхность контакта
молекулы ДНК с белками

Показана поверхность, построенная по атомам ДНК, находящимся на расстоянии не более 3.5 ангстрем от белковых субъединиц.

create dsurf, dna1 or dna2
hide everything, dsurf
select dint, dsurf w. 3.5 of prot
show surface, dint

Рис.6
Поверхность контакта
молекулы ДНК с белками:
расширение до нуклеотидов

Показана поверхность, построенная по всем атомам тех нуклеотидов ДНК, как минимум один атом которых находится на расстоянии не более 3.5 ангстрем от белковых субъединиц.

select dint_br, br. dsurf w. 3.5 of prot
show surface, dint_br

2. Определение гидрофобных кластеров

Определите гидрофобные кластеры объёмом не менее 10 атомов на интерфейсе мономеров белка в том же комплексе

Для нахождения гидрофобных кластеров использовался сервер CluD. Производились запуски с различным порогом для достижения наилучшего результата. Из-за отсутствия Rasmol и проблем с веб-апплетом J(S)Mol, использовался PyMol: для него генерировались .pse-сессии по текстовой выдаче CluD с помощью написанного скрипта. Для корректной работы CluD и скрипта исходный pdb1 был преобразован в pdb, см. код справа.

fetch 1qqb, type=pdb1, multiplex=1
create prot1, 1qqb_0001 and chain A
create prot2, 1qqb_0002 and chain A
alter prot2, chain='B'
save 1qqb_prot.pdb, prot1 or prot2

Рис.7
Гидрофобные кластеры на контакте мономеров

Кластеры, определенные CluD как различные, показаны разными оттенками.

Рис.8
Поверхность контакта
одного мономера с другим

Показана поверхность, построенная по атомам одного мономера, находящимся на расстоянии не более 3.5 ангстрем от второго. Красным выделены участки поверхности, соответствующие атомам гидрофобных кластеров.

select pint_hp, pint w. 0.5 of hydrph
#hydrph - выбранные кластеры
show surface, pint
color red, pint_hp

Рис.9
Поверхность контакта
одного мономера с другим:
расширение до остатков

Показана поверхность, построенная по всем атомам тех остатков одного мономера, как минимум один атом которых находится на расстоянии не более 3.5 ангстрем от второго мономера. Красным выделены участки поверхности, соответствующие атомам гидрофобных кластеров.

select pint_hpbr, br. pint_br w. 0.5 of hydrph
show surface, pint_hpbr

Рис.10
Поверхность контакта
одного мономера с другим:
расширение до остатков, показаны кластеры

Показана поверхность, построенная по всем атомам тех остатков одного мономера, как минимум один атом которых находится на расстоянии не более 3.5 ангстрем от второго мономера. Красным выделены участки поверхности, соответствующие атомам гидрофобных кластеров. Сами атомы показаны красными сферами.