4.Анализ ЯМР-файла

Задание. Сравнение трех водородных связей в структурах белка, расшифорованных с помощью ЯМР и РСА.

В качестве объекта исследования я выбрал структуры циклофилина А из E. coli: полученную в результате ЯМР 1OCA (20 структур) и полученную в результате РСА: 1W8L (разрешение 1.8Å). Получим пространственное выравнивание РСА-структуры и всех состояний ЯМР-структуры с помощью следующих команд:

align 1oca, 1w8l
split_states 1oca
set cartoon_transparency, 0.7, 1oca*

Структуры довольно хорошо выравниваются (см. рис.1).

Рис.1. Пространственное выравнивание структуры 1w8l и всех состояний 1oca.

Для анализа были выбраны следующие связи:

Остовная в β-листе: ASP9'N - ASP160'O;
В петле на поверхности белка: CYS115'O - GLY96'N;
С участием боковых цепей: ASP66'OD2 - GLY72'N;

Рис.2а. Остовная водородная связь в β-листе в РСА-структуре.	Рис.2б. Остовная водородная связь в β-листе в ЯМР-структуре.
Рис.3а. Остовная водородная связь в петле на поверхности РСА-структуры.	Рис.3б. Остовная водородная связь в петле на поверхности ЯМР-структуры.
Рис.4а. Водородная связь с участием боковой цепи в РСА-структуре.	Рис.4б. Отсутствие водородной связи в ЯМР-структуре.

Таблица 1. Данные о исследуемых водородных связях.

Связь	Положение	Расстояние между атомами, Å				Встречаемость в моделях ЯМР, %
		РСА	ЯМР
		РСА	Mинимум	Mедиана	Mаксимум
ASP9'N - ASP160'O	Остовная в β-листе	2.7	2.8	2.8	3.5	100
CYS115'O - GLY96'N	Остовная в петле на поверхности белка	2.8	2.7	2.8	2.8	100
ASP66'OD2 - GLY72'N	С участием бокового радикала	2.9	2.8	2.9	3.3	60

Выводы.

Различия между структурами, полученными при помощи РСА и ЯМР, скорее всего, обусловлены тем, что в растворе некоторые части белка более подвижны, из-за чего положения в пространстве некоторых остатков (И, следовательно, расстояния между ними) могут отличаться. Остовные связи элемента вторичной структуры (β-листа) и в поверхностной петле оказались относительно стабильными за исключением редких выбросов , тогда как поверхностная связь с участием бокового радикала оказалась куда менее стабильной, а в 8 из 20 структур вообще не встречается - остатки развернуты в разные стороны.

Дополнительно.

Pymol-команда для генерации изображений 2-4, пример:

hide everything, all
select residues, 1w8l and (resi 66,72)
show sticks, residues
select O, xray and resi 66 and name od2
select N, xray and resi 72 and name N
distance hbond, O, N, 3.5
show cartoon, 1w8l 
show lines, 1w8l and not residues

Назад к странице семестров