Анализ ЯМР и РС файлов, задание 4

Задание выполнено на Pin1 - пептидил-пролил цис-транс изомераза, участвующая в регуляции митоза. Для этой изомеразы есть как модель, полученная при рентгеноструктурном анализе (РСА), так и модель, полученная при ядерно-магнитно-резонансном исследовании.

ЯМР	РСА
1NMV, ЯМР, 10 моделей	1PIN, РСА, 1.38Å

Совмещение с помощью команды align 1nmv, 1pin (файлы 1nmv.pdb и 1pin.pdb загружены в PyMol 2.0.4) показывает хорошее совмещение по ядру белка, но "хвосты" смотрят в разные стороны, как головы гербового орла РФ:

Рис. 3 Структурное выравнивание ЯМР и РСА моделей белка Pin1
За критерий наличия водородной связи принималось расстояние между потенциальными донором и акцептором, меньшее 3,5Å. Для анализа выбраны водородные связи в остове α-спирали, в хвостах остатков спирали и в хвостах остатков петли:

Рис. 4 Локализация выбранных связей: РСА(слева) и ЯМР(справа)

Крупный план выбранных атомов:

Рис. 5 α-спираль: водородная связь остовного азота Glu87 и остовного кислорода Glu83, РСА(слева) и ЯМР(справа)

Рис. 6 β-слой и его поворотная петля: водородная связь азота имидазольного кольца His27 и карбоксильного кислорода в хвосте Glu12, РСА(слева) и ЯМР(справа)

Рис. 7 Боковые петли: водородная связь азота гуанидиновой группы Arg127 и карбоксильного кислорода в хвосте Glu51, РСА(слева) и ЯМР(справа)
Измерения расстояний проводилось в PyMOL (Меню Wizard->Measurement) на суммарной модели, потом выполнялось split_states 1nmv, и переключениями по состояниям (стрелки в меню инструмента Measurement) можно было наблюдать измеренное в каждой модели.

Сводная табличка по водородным связям:

Локализация	Донор	Акцептор	Длина в РСА-модели, Å	Длина в ЯМР-модели, Å: Медиана [мин ... макс]
Остов α-спирали	Остовный азот Glu87	Остовный кислород Glu83	3.0	2.75 [2.6, 2.6, 2.7, 2.7, 2.7, 2.8, 2.8, 2.8, 2.8, 3.1]
β-слой	Азот имидазольного кольца His27	Карбоксильный кислород в хвосте Glu123	2.7	4.55 [3.2, 3.5, 3.8, 4.1, 4.5, 4.6, 4.9, 5.5, 6.5, 6.6]
Наружние петли	Азот гуанидиновой группы Arg127	Карбоксильный кислород в хвосте Glu51	2.9	9.8 [6.1, 6.8, 6.9, 7.2, 9.4, 10.2, 10.7, 10.8, 11.3, 11.9]

В структуре поворотной петли бета-слоя хвоста белка в растворе водородные связи наблюдаются только в двух из 10 моделей ЯМР. Альфа-спираль ожидаемо самая стабильная: водородные связи постоянные как в кристалле, так и в растворе. А вот место выхода хвоста из глобулы очень подвижно - водородные связи в ЯМР-модели в этом месте вообще отсутствуют.