Практикум 2. Альтернативные положения, B-фактор, кристалл

1. Альтернативные положения

Альтернативные конформации или альт-локи возникают, если какая-то химическая группа в ячейках кристалла располагалась по-разному, и такое состояние встречалось достаточно часто. В белке 6AF7 аминокислота Lys-63 встречается в двух альтернативных положениях (рис.1).

Рис.1 Общий вид. Оранжевый - альт-лок А, зеленый- альт-лок В.
Вариант А показан оранжевым цветом. Для этого альт-лока возможно стабилизирующее взаимодействие в виде водородной связи с кислородом ASP-60. Также между лизином и аспартатом есть солевой мостик (рис.2).
Вариант В показан зеленым цветом. Расстояния от азота лизина до двух отрицательных аминокислот - ASP-60 и GLU-59 слишком большие, чтобы можно было говорить о солевых мостиках. Но населенность альт-локов - 0.50 по всем атомам радикала и по С-альфа атому остова. 
        ATOM    468  C   LYS A  63      13.093 -15.837  -2.435  1.00 31.26           C   
        ATOM    469  O   LYS A  63      12.623 -15.930  -1.288  1.00 35.12           O  
        ATOM    470  CB ALYS A  63      13.020 -13.344  -2.888  0.50 37.26           C   
        ATOM    471  CB BLYS A  63      12.768 -13.605  -3.373  0.50 33.20           C   
        ATOM    472  CG ALYS A  63      13.695 -12.126  -3.524  0.50 39.37           C  
        ATOM    473  CG BLYS A  63      13.275 -12.374  -4.093  0.50 39.73           C  
        ATOM    474  CD ALYS A  63      12.636 -11.004  -3.713  0.50 44.42           C  
        ATOM    475  CD BLYS A  63      12.166 -11.300  -4.049  0.50 44.18           C   
        ATOM    476  CE ALYS A  63      13.010 -10.034  -4.848  0.50 50.31           C    
        ATOM    477  CE BLYS A  63      12.629 -10.005  -4.709  0.50 49.80           C    
        ATOM    478  NZ ALYS A  63      11.875  -9.532  -5.705  0.50 48.00           N  
        ATOM    479  NZ BLYS A  63      13.914  -9.489  -4.143  0.50 51.58           N
Значит, какой-то контакт, стабилизирующий это взаимодействие, есть. И это предположительно водяной мостик - взаимодействие "белок-вода-белок" через водородные связи (рис.3).
Рис.2 Контакты, стабилизирующие альт-лок А.
Рис. 3 Контакты, стабилизирующие альт-лок В.
Какой из альт-локов стабильнее? Исходя из данных по населенности - конформации равновероятны.

Задание 2. B-фактор

Была выбрана раскраска marine_wheat_magenta. На картинке ниже атомы с низким В-фактором покрашены в зеленый цвет, а атомы с высоким значением В-фактора покрашены в розовый (рис.4). Рис.4 Раскраска по В-фактору.
Сильнее всего розовеют части остова по краям от глобулы. Внутри глобулы преобладают зеленые оттенки. Скорее всего, значение B-фактора связано с подвижностью атома и размытием его электронной плотности.
После покраски по В-фактору всего белка с аминокислотными остатками, был выбран ARG-5 для дальнейшего рассмотрения. Посмотрим на его электронную плотность на разных уровнях подрезки. Carve = 1.5.
Электронная плотность уползает первой с самого розового азота. Затем оболочки лишается второй азот, он более бледный.Чем ближе атомы находятся к остову, тем более зеленого они цвета, тем дольше они остаются покрытыми электронной плотностью при увеличении уровня подрезки. Это объясняется тем, что атомы ближе к остову имеют меньше микросостояний и более четкое положение в пространстве. Ниже приведены значения B-фактора для атомов ARG-5. Для самого розового атома - NH2, значение В-фактора составляет 57,98, и электронная плотность на нем не наблюдается даже на уровне подрезки 1. Следовательно он обладает наибольшим числом разных состояний, электронная плотность для него размыта. И здесь наблюдается уменьшение B-фактора по мере приближения к остову. 
        ATOM     27  N   ARG A   5      13.955 -28.868  -4.745  1.00 12.09           N  
        ATOM     28  CA  ARG A   5      13.878 -27.684  -5.558  1.00 12.43           C 
        ATOM     29  C   ARG A   5      15.201 -27.435  -6.228  1.00 11.89           C 
        ATOM     30  O   ARG A   5      16.279 -27.546  -5.605  1.00 13.04           O   
        ATOM     31  CB  ARG A   5      13.508 -26.447  -4.715  1.00 16.24           C   
        ATOM     32  CG  ARG A   5      12.160 -26.617  -3.976  1.00 18.93           C   
        ATOM     33  CD  ARG A   5      11.998 -25.486  -3.019  1.00 27.95           C
        ATOM     34  NE  ARG A   5      11.612 -24.261  -3.702  1.00 37.38           N   
        ATOM     35  CZ  ARG A   5      12.103 -23.044  -3.392  1.00 37.52           C  
        ATOM     36  NH1 ARG A   5      13.078 -22.894  -2.474  1.00 45.20           N   
        ATOM     37  NH2 ARG A   5      11.670 -21.975  -4.094  1.00 57.98           N
Таким образом, чем более подвижен атом, тем большее значение B-фактора он имеет, тем более он розовый.

Соседи. Кристалл

Далее было рассмотрено сколько соседей существует у белка, с которыми есть непосредственный контакт. Для начала я попробовала понять какая структура получается у кристалла. Получилась вот такая красота. (Рис.6-7)
Рис.6 Общий вид кристалла сбоку.
Рис.7 Общий вид кристалла сверху.


Непосредственно контактирующих соседей было найдено 5 штук. Начальная молекула белка покрашена красным и находится в центре. Рис.7 Соседи белка 6AF7.
© Нестеренко Екатерина 2017-2020