PyMOL и электронная плотность

Задание 1. PyMOL

PDB ID: 5RHD.
Данная структура получена в ходе работы консорциума PanDDA над способами связывания низкомолекулярных фрагментов с главной протеазой коронавируса Sars-COV-2. Эта информация позволяет исследователям "собирать" из отдельных хорошо связавшихся фрагментов перспективные ингибиторы.
На данном изображении (рис.1.1) я хотела показать взаимодействие лиганда US7 с тремя отмеченными аминокислотными остатками протеазы, в результате которого предположительно образуются три водородные связи. Также предположительно имеет место слабый пи-стэкинг между фрагментами лиганда и His-41. Расстояние для указанного взаимодействия кажется большеватым, но, я думаю, что хотя бы слабое воздействие в данном случае может быть.

На рис.1.2 я хотела показать комплементарность формы US7 и кармана участка протеазы SARS-CoV-2. Мне кажется, что в идеальном мире карман должен быть несколько меньше и больше "обтекать" лиганд. Но, наверное, и то, что мы можем наблюдать в данном случае, весьма неплохо.

Задание 2. Электронная плотность: хорошая и плохая расшифровки.

PDB IDs: 6MZ2 и 6V5E.
Данные PDB IDs соответствуют двум кристаллографическим расшифровкам одного и того же белка, однако их качество различается.
Я открыла обе структуры в PyMOL и первое, что мне бросилось в глаза, это наличие водородов в 6MZ2, что, как я понимаю, косвенно может указывать на более высокое разрешение данной структуры.
Далее я рассмотрела в обеих структурах один и тот же фрагмент (с 100 по 111 аминокислотный остаток). Электронная плотность в структуре 6MZ2 довольно четкая и округлая, распределенная по атомам "шариками". С помощью такой электронной плотности реально более-менее однозначно интерпретировать результаты рентгеноструктурного анализа.
Электронная плотность 6V5E, напротив, почти бесформенно покрывает атомы, что затрудняет однозначное определение структуры. Таким образом, я предполагаю, что структура 6MZ2 имеет более высокое разрешение.

Обратимся к данным на страницах 6MZ2 и 6V5E в PDB.
Значения разрешений, указанные там: 0.83 Å для 6MZ2 и 2.30 Å для 6V5E. Таким образом, данные на сайте PDB согласуются с моими предположениями.

Задание 3. Электронная плотность и положение в структуре.

PDB ID: 5RHD.
В данном задании необходимо было использовать структуру из задания 1. Я решила попробовать покрасить остов всего белка по b-фактору (самые подвижные элементы - розовые, наименее подвижные - сине-зеленые), так как мне кажется, что электронная плотность "размывается" из-за высокой подвижности атомов. Далее я построила серию mesh'ей вокруг остова всего белка на уровнях подрезки 1, 2, 3. При увеличении уровня подрезки сетка электронной плотности начинает пропадать в первую очередь на подвижных регионах, так как при рентгеноструктурном анализе подвижных элементов плотность размазывается по объему, в котором двигался атом и, следовательно, электронная плотность в этом месте не такая четкая, как в других регионах.

Задание 4. Электронная плотность и типы атомов.

PDB ID: 5RHD.
В данном задании необходимо было рассмотреть электронную плотность на разных уровнях подрезки для лигнада US7. На первом уровне подрезки почти все атомы покрыты электронной плотностью, однако уже на втором уровне подрезки покрытых электронной плотностью атомов крайне мало. Возможно, это связано с подвижностью атомов. Чем больше уровень подрезки, тем меньше становится электронная плотность. Наибольшее покрытие электронной плотностью имеют атомы с наибольшим количеством электронов (кислород и сера). В целом с увеличением уровня подрезки электронная плотность остается только на них. К уровню покрытия = 3 остатки электронной плотности наблюдаются только на сере.