Пространственная структура белка NAD-dependent DNA ligase (LigA)

Cоздание изображения белка LigA с помощью Jmol

Jmol - бесплатная программа, которая позволяет визуализировать трехмерную структуру какой-либо биоиолекулы по файлу в формате pdb, содержащему информацию о координатах составляющих молекулу атомов и их химической природе (получается эта информация методом рентгеноструктурного анализа). Jmol cпособен отображать молекулу и отдельные группы атомов в ее составе в разных режимах, что очень удобно для анализа ее химического строения и биогических функций.

Идентификатор PDB ДНК лигазы - 4GLW. Соответственно, все последующие изображения были получены после открывания в Jmol скачанного отсюда файла.

Рис. 1. Схема белка LigA, полученная с помощью Java-программы Jmol

Как видно из рисунка 1, белок LigA является гомомерным димером (состоит из двух одинаковых цепей). α-cпирали (узкие ленты, ribbons) и β-складки (широкие ленты, ribbons) цепи А окрашены светло-лиловым цветом, а цепи В - салатовым. Атомы белка, не включенные в спирали и складки, окрашены в соответствии с химической природой (cpk). Полупрозрачные шарики (cpk) - это молекулы воды. Атомы, изображенные непрозрачными шариками, образуют 5 лигандов. Радиусы шариков соответствуют Ван-дер-Ваальсовым радиусам атомов.

Скрипт, который позволяет воссоздать рисунок 1 в Jmol:

load 4GLW.pdb
background black
select all
cartoons off
ribbons off
backbone off
cpk off
wireframe 10
color cpk
select *.CA
backbone 35
select helix
ribbons 75
select sheet
ribbons 300
select helix or sheet
color chain
color translucent 0.2
select water or ligand
cpk
select water
color translucent 0.6
rotate Y 82
rotate X 312
rotate Z 150
rotate X 65
rotate Y 335
        

По этой ссылке можно скачать pdb-файл с информацией о трехмерной структуре LigA.

Информация о белке, составе молекул, методе решения пространственной структуры

В pdb-файле с информацией о третичной структуре белка содержится, кроме того, некоторая дополнительная информация. Ниже представлены некоторые выжимки из нее.

TITLE     DNA LIGASE A IN COMPLEX WITH INHIBITOR                
COMPND    MOL_ID: 1;                                              
COMPND   2 MOLECULE: DNA LIGASE;                                  
COMPND   3 CHAIN: A, B;                                          
COMPND   4 SYNONYM: POLYDEOXYRIBONUCLEOTIDE SYNTHASE [NAD(+)]; 
COMPND   5 EC: 6.5.1.2;                                           
COMPND   6 ENGINEERED: YES                                        
SOURCE   2 ORGANISM_SCIENTIFIC: STREPTOCOCCUS PNEUMONIAE;
EXPDTA    X-RAY DIFFRACTION                                     
REMARK   2 RESOLUTION.    2.00 ANGSTROMS.     
HETNAM     SO4 SULFATE ION                            
HETNAM     0XT 7-METHOXY-6-METHYLPTERIDINE-2,4-DIAMINE
HETNAM     NMN BETA-NICOTINAMIDE RIBOSE MONOPHOSPHATE 
HETSYN     NMN NICOTINAMIDE MONONUCLEOTIDE            
FORMUL   3  SO4    2(O4 S 2-)                         
FORMUL   4  0XT    2(C8 H10 N6 O)                     
FORMUL   7  NMN    C11 H16 N2 O8 P 1+                 
FORMUL   8  HOH   *110(H2 O)
        

Примерный перевод

Название: ДНК лигаза в комплексе с ингибитором

Компоненты-молекулы: ДНК лигаза

Компоненты-цепи: А и В

Cиноним назавания: НАД-зависимя полидеоксирибонуклеотидная синтаза

Код фермента: 6.5.1.2

Источник: пневманийный стрептококк

Метод получения трехмерной структуры: рентгеноструктурный анализ

Разрешение: 2.00 ангстрем

Малые молекулы: сульфат-ион, 7-метокси-6-метилптеридин-2,4-диамин, β-никотинамид рибоза-монофосфат, никотинамид-мононуклеотид

Формулы малых молекул: сульфат-ион - 2(O₄S^2-); диамин - 2(С₈H₁₀N₆O); β-NMN - C₁₁H₁₆N₂O₈P¹⁺; 110 H₂O

Сравнение pdb-файла белка LigA и его биологической единицы

Первое отличие двух файлов - их расширения (.pdb у первого файла с белком, .pdb1.gz - у файла с биологической единицей).

Для выявления различий в структуре белков я получила их изображения в Jmol с помощью одного и того же приведенного выше скрипта, меняя только название исходного файла. Результат на рисунке 2.

Рис. 2. Сравнение пространственной структуры белка LigA (справа) и его биологической единицы (слева)

Из рисунка 2 видно, что пространственные структуры белков очень похожи, если не идентичны.

Другая информация о данном белке