Вернуться на страницу семестров

Построение и визуализация электронной плотности

Задание 0. Выбор структуры для дальнейшей работы

✧ С помощью базы данных ebi.ac были найдены структурные гомологи для ГТФазы RhebL1 с PDB-кодом 3OES (показаны на рисунке 1).

Рисунок 1. Найденные гомологи с RMSD от 0.8 до 2.3 и N_align больше 90%

Задание 1. Построение изображения электронной плотности вокруг полипептидной цепи

✧ С помощью PyMol были получены изображения электронной плотности для 3-ех различных уровней подрезки. При визуализации используются не физические единицы измерения - "заряд/ангстремы в кубе", а статистические - превышение сигнала над шумом Z. Для вычисления Z рассчитывается среднее значение электронной плотности по ячейке кристалла M и среднее квадратичное отклонение σ (сигма). Для каждой точки вычисляется Z = (R – M)/σ. Здесь R - значение электронной плотности в данной точке пространства (x,y,z) в физических единицах, Z - значение электронной плотности "в сигмах" в той же точке

Команды, использованные для получения изображений 2,3 и 4

Рисунок 2. Визуалицазия электронной плотности вокруг полипептидной цепи белка RhebL1 с PDB-кодом 3OES, уровень подрезки 1.0 σ, carve = 2 (2Å)

Рисунок 3. Визуалицазия электронной плотности вокруг полипептидной цепи белка RhebL1 с PDB-кодом 3OES, уровень подрезки 1.5 σ, carve = 2 (2Å)

Рисунок 4. Визуалицазия электронной плотности вокруг полипептидной цепи белка RhebL1 с PDB-кодом 3OES, уровень подрезки 2.0 σ, carve = 2 (2Å)

Задание 2. Построение изображения электронной плотности вокруг 5-и аминокислотных остатков.

✧ Для этого задания выбрал аминокислотные остатки 91-95, а именно: His(91, красный)-Ser(92, розовый)-Phe(93, зеленый)-Gln(94, синий)-Val(95, оранжевый).

Команды, использованные для получения изображений 5,6 и 7

Рисунок 5. Визуалицазия электронной плотности вокруг 5-и аминоксилотных остатков (91-95) белка RhebL1, уровень подрезки 1.0 σ, carve = 2 (2Å)

Рисунок 6. Визуалицазия электронной плотности вокруг 5-и аминоксилотных остатков (91-95) белка RhebL1, уровень подрезки 1.5 σ, carve = 2 (2Å)

Рисунок 7. Визуалицазия электронной плотности вокруг 5-и аминоксилотных остатков (91-95) белка RhebL1, уровень подрезки 2.0 σ, carve = 2 (2Å)

     ✧ 1) В первой части задания необходимо было построить изображение электронной плотности вокруг полипептидной цепи, но при этом из визуализации убрать боковые цепи. Было показано, что на разных уровнях подрезки, большая часть белка покрывается картой электронной плотности.
     ✧ 2) Во второй части задания строилась электронная плотность вокруг 5-и аминокислотных остатков. В этом случае на разных уровнях подрезки получались разные результаты. На уровне подрезки 1.0 σ, атомы всех 5 остатков отлично вписываются в электронную плотность. На уровне подрезки 1.5 σ, видно, что атомы Gln_94(синий) и Val_95(оранжевый) выходят за пределы электронной плотности.На уровне подрезки 2.0 σ, многие атомы остатков, кроме Ser_92(розовый), плохо вписываются в электронную плотность, что говорит о недостаточно хорошем качестве разрешения структуры белка.
     ✧ Общий вывод: разрешения структуры в 2.3 Å достаточно для того, чтобы описать электронную плотность вокруг полипептидной цепи, однако, атомы многих остатков боковых цепей не вписываются в электронную плотность на уровне подрезки больше 1.5 σ. К сожалению, разрешения структуры в 2.3 Å недостаточно для того, чтобы однозначно увидеть центры всех атомов.