Практикум 1. Pymol

1. Pymol

Для работы была получена главная протеаза коронавируса Sars-COV-2 (5RHE). Лиганд, с которым проверялось взаимодействие - UPD.
ligand
рис.1 Структурная формула лиганда UPD.


Ниже приведена иллюстрация потенциально возможных контактов белка и лиганда.

Связывание лиганда происходит ковалентно через серу Cys145.

Возможно, есть водородная связь между кислродом (O1) и азотом остова Cys145. Также, скорее всего, есть водородная связь с азотом остова Gly143.


рис.2 Возможные контакты белка с лигандом.

2. ЭП: хорошая и плохая расшифровки

Нам были выданы две структуры разного качества для одного белка. Это - (5TCL) и (5X9L). Сразу можно заметить, что в 5X9L видно ровную аккуратную альфа-спираль (2 на рис.3) и еще две спираль-подобные структуры(1 и 3, рис.3), в 5TCL видно только одну оформленную альфа-спираль и одну их тех спираль-подобных структур в 5X9L. Также в 5X9L плотнее и аккуратнее лежат бета-листы.

differences
Фиолетовым показан 5TCL.
рис.3 Визуальные структурные различия.

differences Кремовым - 5X9L.



Если открыть карты электронной плотности, то видно, что у 5X9L расшифровка лучше, чем у 5TCL - много областей, для которых Z-score плотности выше или равен 3. Это совпадает с данными в RSCB: разрешение для 5X9L - 0.90 Å, а для 5TCL - 3.20 Å.
Для сравнения ниже приведен один и тот же участок этих белков (159-167 а.к.о.).



рис.4 Белок 5TCL. Зеленый - уровень подрезки 2. Оранжевый - уровень подрезки 1.



рис.5 Белок 5X9L. Зеленый - уровень подрезки 2. Оранжевый - уровень подрезки 1.







Плотность 5TCL выглядит размазанной и не оформленной вокруг атомов, чего не скажешь о 5X9L, где плотность на уровне подрезки 1 выглядит как отдельные шарики вокруг атомов, позволяя их различить. Это говорит о том, что разрешение 5X9L действительно лучше, чем разрешение 5TCL. Подобные различия, скорее всего, объясняются неодинаковыми условиями проведения эксперимента.

3.ЭП и положение в структуре

Вернемся снова к белку из первого задания. Посмотрим его электронную плотность на разных уровнях подрезки.



На разных уровнях подрезки видно, что первыми перестают быть покрыты mesh'ем участки по краям. На уровне подрезки 3 остаются покрытыми атомы азота и кислорода внутри структуры. Это можно объяснить большей подвижностью крайних участков - их электронная плотность сильнее размазана по доступному пространству.

4.ЭП и типы атомов

Электронная плотность вокруг лиганда UPD представлена ниже. Были взяты уровни подрезки от 0.5 до 3. На гифке они представлены разными цветами, увеличиваясь от меньшего к большему.


gif
рис.6 Плотность вокруг лиганда UPD на разных уровнях подрезки (указаны сверху).


С увеличением уровня подрезки плотность уползает с атомов. Уже на уровне подрезки 1 покрыты не все атомы. Первыми лишаются электронной плотности атомы углерода. Затем атомы азота и последними атомы кислорода. Значит, чем больше электронов у атома, тем большую плотность он дает на РСА. На уровне подрезки 3 покрытым остается только маленький участочек около С5 атома лиганда, как раз там, где в задании №1 нашлась ковалентная связь с серой. В целом лиганд плохо вписан в электронную плотность.

© Нестеренко Екатерина 2017-2020