Гомологичное моделирование комплекса белка с лигандом

Согласно данной нам теоретической информации, программе MODELLER для моделирования структуры белков, в качестве входных данных нужны:

- управляющий скрипт,
- файл pdb со структурой-образцом,
- файл выравнивания с дополнительной информацией

Создадим объект выравнивание:

Добавим последовательность и структуру:

Делаем выравнивание, сохраняем:

Посмотрим, что получилось с выравниванием:

Выглядит вполне неплохо (кроме отсутствия лиганда) в sequence.

Построим модель:

Посмотрим на результат:

Посмотрим на исходную модель лизоцима:

В смоделированных структурах лиганда мы действительно не видим.
Чтобы добавить его в модель, нужно добавить его в изначальную последовательность - LYS_BPAPS.fasta.

Теперь лиганд есть в обоих последовательностях.

Повторяем наши предыдущие действия:

Посмотрим на модель гомолога с лигандом:

Теперь лиганд есть везде.

Лиганд у исходного белка и его гомолога располагается примерно в одной и той же области, чего и следовало ожидать.

Поместим лиганд в другое место, переназначив объект automodel:

Сопоставим в PyMol структуру модели гомолога, построенной с дополнительными ограничениями с той, что была построена без них:

Мы видим, что структура, полученная при использовании рестрейнтов на расстояния между остатками белка и лиганда (deepteal) имеет несколько иную геометрию, что выражается в небольшом сдвиге петлевых участков белка в области лиганд-связывающего кармана. Примечательно, что наблюдается достаточно значительное отклонение С-концевого участка (слева)

Теперь нам нужно построить структуру лизоцима с лигандом, где все аминокислоты - аланин, после чего нужно сравнить скор-функцию с "нативной" последовательностью

Получили полиаланиновую последовательность. Посмотрим, что за модель у нас получится.

Повторяем уже знакомые нам действия:

Белковая цепочка, представляющая собой полиаланиновую последовательность, сформировала достаточно хорошую структуру, причем лиганд располагается в "нативной" области. Тут можно вспомнить забавную мысль о том, что последовательности с низким уровнем гомологии могут иметь достаточно близкие с геометрической точки зрения структуры.

Теперь посмотрим на значения скор-функции:

Неожиданно, что структуры, не связанные с лигандом, имеют больший скор. Структуры, построенные из полиаланиновой последовательности, имеют меньший скор, чем те, для которых использовалась "нативная" последовательность.