Внутримолекулярные взаимодействия в структуре 2BKX
Лиганды в структуре 2BKX
Единственным лигандом белка является фруктозо-6-фосфат (F6R). Молекулы F6R расположены в каждой цепи по одной (рис. 1) и прикрыты почти со всех сторон структурами белка (рис. 2). Линейные размеры белка составляют около 77 ангстрем (7,7 нанометров или 7.7 * 10-9 метров) по длине, 50 ангстрем (5 нанометров или 5.0 * 10-9 метров) по ширине и 45 ангстрем (4,5 нанометров или 4.5 * 10-9 метров) по высоте (рис. 3). Линейные размеры F6R составляют около 9 ангстрем по длине (рис. 4). Относительный размер каждой молекулы лиганда по длине составляют около 11% (чтобы получить размер лиганда относительно размера белка, нужно линейный размер лиганда разделить на линейный размер белка умножить на 100% : 9 / 77 * 100% ~= 11.7%). Лиганд F6R представляет из себя соединение фруктозы и остатка фосфорной кислоты. F6R является продуктом белка.
Рис. 1. Изображение белка 2BKX. Показано расположение молекул лиганда фруктозо-6-фосфата. Цепи белка (A и B) покрашены в синий и зеленый цвета соответственно. Атомы в молекулах лиганда покрашены в соответствии со стандартным цветом для их химических элементов (углероды серые, кислороды красные, азоты синие и фосфоры оранжевые). Каждая молекула подписана F6R. Такое изображение белка можно получить с помощью такой последовательности команд на скриптовом языке программы Jmol.
Рис. 2. Изображение цепи A белка 2BKX. Показано расположение лиганда F6R внутри белка. Молекула лиганда покрашена в зеленый цвет. Атомы белка, окружающие ее (на расстоянии меньше 7 ангстрем от атомов лиганда), покрашены в оранжевый цвет и они меньшего размера, чем остальные. Цвет остальных атомов соответствует стандартным цветам их химических элементов. Такое изображение белка можно получить с помощью такой последовательности команд на скриптовом языке программы Jmol.
Рис. 3. Изображение белка 2BKX. Все атомы белка покрашены прозрачным зеленым цветом. Атомы в молекулах лиганда покрашены в соответствии со стандартным цветом для их химических элементов (углероды серые, кислороды красные, азоты синие и фосфоры оранжевые). Серые линии показывают расстояния между наиболее отдаленными атомами белка. Их длины показывают линейные размеры белка по длине (77.43 ангстрем), ширине (50.84 ангстрем) и высоте (45.81 ангстрем). Такое изображение белка можно получить с помощью такой последовательности команд на скриптовом языке программы Jmol.
Рис. 4. Изображение молекулы лиганда F6R в цепи A белка 2BKX. Атомы в молекулах лиганда покрашены в соответствии со стандартным цветом для их химических элементов (углероды серые, кислороды красные, азоты синие и фосфоры оранжевые). Серая линия показывает расстояние между наиболее отдаленными атомами молекулы. Ее длина соответствует линейному размеру молекулы (8.99 ангстрем). Такое изображение белка можно получить с помощью такой последовательности команд на скриптовом языке программы Jmol.
Анализ области контакта белка из структуры PDB 2BKX и лиганда F6R
В данном разделе представлена информация о взаимодействии белка с лигандом F6R. Его положение в белке можно увидеть на рисунке 1.
F6R взаимодействует с белком, в основном, с помощью водородных связей. В образовании водородных связей участвует главная цепь белка, заряженные аминокислоты (гистидин, аспарагиновая кислота и т. д.) со стороны белка и OH-группы и кислороды остатка фосфорной кислоты со стороны F6R. Также в образовании водородных связей участвует много воды. Кроме водородных связей, по данным программы ligand explorer, есть гидрофобные взаимодействия с аминокислотой аланин (номер аминокислотного остатка - 35) (рис. 6). Среди аминокислот, окружающих лиганд, есть те, которые непосредственно не взаимодействуют с лигандом, но они участвуют в формировании "кармана", в котором размещается F6R, например, аминокислоты с номерами 132 и 133 (рис. 2, рис. 8). Изображение-схема, хорошо показывающая взаимодействие F6R и окружающих его атомов, показана на рис. 7
Чтобы получить полное представление о расположении лиганда внутри белка, рекомендуется 3D изображение (Требуется Java SE 7.0 и выше).
Рис. 5. Изображение молекулы лиганда F6R и расположенных рядом структур в цепи B белка 2BKX. Углероды F6R покрашены в зеленый цвет, остальные углероды серые, фосфор оранжевый, кислороды красные, азоты синие. Водородные связи обозначены серыми линиями, их длины указаны рядом с каждой из связей. Аминокислоты и вода подписаны названием и номером аминокислотного остатка или атома воды соответственно. Чтобы получить полное представление о расположении лиганда внутри белка, рекомендуется 3D изображение (Требуется Java SE 7.0 и выше). Такое изображение белка можно получить с помощью такой последовательности команд на скриптовом языке программы Jmol.
Рис. 6. Изображение молекулы лиганда F6R и расположенных рядом структур в цепи A белка 2BKX. Углероды зеленого цвета, азоты синего и кислороды красного. Розовыми пунктирными линиями обозначены водородные связи без участия молекул воды. Синими пунктирными линиями обозначены водородные связи с участием молекул воды. Зеленой пунктирной линией показано наличие гидрофобного взаимодействия F6R с аминокислотой аланин (номер остатка - 35). Длины связей в ангстремах подписаны рядом с линиями, обозначающими связь. Изображение получено с помощью программы Ligand explorer.
Рис. 7. Изображение структуры молекулы лиганда F6R и расположенных рядом атомов в цепи B белка 2BKX. Синим цветом выделены части главной цепи белка. Оранжевым цветом выделены атомы лиганда, зелеными линиями - химические связи в молекуле F6R. Названия и номера аминокислот написаны рядом с ними большими зелеными буквами. Номера атомов кислорода в молекулах воды подписаны рядом с ними большими зелеными буквами. Черные пунктирные линии обозначают водородные связи (кроме одного места, где пунктирная линия обозначает гидрофобное взаимодействие - отмечено на рисунке). Изображение получено с помощью программы Chemsketch.
Рис. 8. Изображение молекулы лиганда F6R и расположенных рядом структур в цепи A белка 2BKX. Показана 3D модель "кармана", в котором располагается лиганд. Условные обозначения такие же, как и на рис. 6Изображение получено с помощью программы Ligand explorer.
Все представленные в этом блоке изображения, сделанные в программе Jmol, можно получить с помощью такой последовательности команд на скриптовом языке программы Jmol. Для перехода между изображениями нажимайте enter.