Восстановление кристалла из PDB файла

Задание 1. Кристаллическая ячейка


В pdb-файле структуры 3ITY в поле CRYST1 содержится следующая информация о параметрах элементарной кристаллической ячеки: 
CRYST1   74.691  104.785  114.252  90.00 107.98  90.00 P 1 21 1      8
Эта запись означает следующее:
  • Первые три числа (74.691, 104.785, 114.252) обозначают длины векторов a, b и c, составляющих базис относительных координат элементарной ячейки;
  • Следующие три числа (90.00, 107.98, 90.00) - значения углов между этими векторами;
  • P 1 21 1 - тип симметрии кристалла;
  • 8 - число молекул в элементарной ячейке.

Структура кристалла была восстановлена при помощи команды 
symexp cryst, pdb3ity, all, 20
- воссоздать 20 ячеек кристалла, с общим названием cryst.

Рис.1. Изображение исходной структуры белка 3ITY (визуализация surface) и соседних с ней (визуализация cartoon).

Изомераза L-рамнозы является гомотетрамером и в естественных условиях не должна образовывать функционально значимые комплексы. Проверим наличие водородных связей между аминокислотными остатками разных глобул белка в кристалле (не учитывая связь через молекулы воды) с помощью следующих команд: 
remove resn hoh
select polar, donors or acceptors
select set1, protein1 and chain X and polar
select set2, protein2 and chain Z and polar
show lines, byres (set1 and (set2 around 3.5))
show lines, byres (set2 and (set1 around 3.5))
distance hbonds, set1, set2, 3.5
где chain X, chain Z - цепи глобул protein1 и protein2 соответственно.

Рис.2. Обнаруженные водородные связи между сближенными в кристалле цепями D и A разных глобул L-RhI.


Рис.3. Обнаруженные водородные связи между сближенными в кристалле цепями A и B разных глобул L-RhI.


Нашлось не очень много. Теперь посмотрим, сколько водородных связей принимают участие в удержании двух цепей одной глобулы друг с другом:

Рис.4. Обнаруженные водородные связи между цепями B и C одной глобулы L-RhI.


Такое количество выглядит гораздо правдоподобнее. Учитывая, что водородных связей между цепями разных глобул образуется гораздо меньше, чем между цепями одной глобулы, можно утверждать, что белок не образует в природе функционально значимых комплексов, и обнаруженные межглобульные взаимодейстия - следстве кристаллизации.

Задание 2. Днк-белковый комплекс


Для анализа я выбрал структуру 3hdd. С первого взгляда структура выглядит странно: одна из белковых цепей лежит "на краю" ДНК, немного свисая с него:
Рис.5. Странный ДНК-белковый комплекс 3hdd.


Однако, если восстановить молекулы в соседних ячейках кристалла, становится понятно, что место ДНК-белкового контакта просто попало на границу двух соседних ячеек:
Рис.6. соседние ячейки ДНК-белкового комплекса.


Рис.7. ДНК-белковый контакт.


Задание 3. Примеры PDB-файлов с несовпадением ассиметрической и биологической единиц


Примером PDB-записи с несовпадением ассиметрической и биологической единиц может служить файл 5IUV - структура комплекса индол-3-ацетил дегидрогеназы с NAD+. Биологическая единица белка - тетрамер, а ассиметрическая единица состоит из двух цепей.

Рис.8. Тетрамер 5iuv.


Другим примером несовпадения может служить cтруктура HU-белка Lactococcus lactis, 5LVT: биологическая единица - димер, однако ассиметрической асиметрическая единица содержит четыре белковые цепи.

Рис.9. Два димера 5lvt.




Назад к странице семестров

© Andrew Sigorskih,2017.