Внутримолекулярные взаимодействия боковых цепей

Солевые мостики

Солевые мостики - частные случаи водородных связей, притяжение между положительно заряженными остатками аргинина и лизина и отрицателоно заряженными остатками глутаминовой и аспарагиновой кислот.

В Jmol нет специальной команды для выделения солевых мостиков и остатков, их образующих, поэтому для поиска солевых мостиков в LigA я составила Jmol-скрипт, основанный на том, что положительно и отрицательно заряженные остатки, находящиеся друг от друга на расстоянии не более 3,5 ангстрем, образуют солевой мостик. Также для выполнения этой задачи было удобно скачать и выполнить в Jmol скрипт atom-types.spt, в котором как hbpositive и hbnegative определены заряженные атомы боковых цепей соответственно положительно заряженных и отрицательно заряженных аминокислотных остатков.

Собственно скрипт, находящий заряженные атомы на боковых цепях, изображающий их в модели cpk, окрашивающий положительно заряженные остатки в синий, отрицательно заряженные - в красный:

select all
cartoons off
wireframe off
cpk off
backbone 1
color cpk
select group((within(3.5, hbnegative) and hbpositive) or (within(3.5, hbpositive) and hbnegative)) and hbnegative
color red
select group((within(3.5, hbnegative) and hbpositive) or (within(3.5, hbpositive) and hbnegative)) and hbpositive
color blue
select group((within(3.5, hbnegative) and hbpositive) or (within(3.5, hbpositive) and hbnegative))
wireframe 50
select (within(3.5, hbnegative) and hbpositive) or (within(3.5, hbpositive) and hbnegative)
cpk 100
rotate Y 82
rotate X 312
rotate Z 150
rotate X 65
rotate Y 335

Рис. 1. Результат работы моего скрипта

Из рисунка 1 можно заключить, что в LigA 22 солевых мостика. Интересно, что два из них участвуют в удержании субъединиц А и В вмесе.

На рисунке 2 продемонстрирован один из солевых мостиков белка (на самом дела, 2 мостика, поскольку эта картина повторяется в двух субъединицах). Здесь донор - NZ-атом лизина, акцептор - OD1-атом аспарагиновой кислоты.

Рис. 2. Детальное изображение одного из солевых мостиков

Водородная связь, не являющаяся солевым мостиком, представлена на рисунке 3. Это связь между OE1-атомом 227-го остатка цепи В - глутамина (акцептор Н⁺) и NE2-атомом 285-го остатка цепи В - еще одного глутамина (донор Н⁺).

Рис. 3. Водородная связь

Дисульфидные мостики

Дисульфидный мостик - ковалентная связь между атомами серы двух остатков цистеина с образованием аминокислоты цистин. Это единственно возможное ковалентное взаимоействие боковых цепей.

В белке LigA дисульфидных мостиков нет, поэтому этот тип связи я продемонстрирую на другом белке из организма Streptococcus Pneumoniae - AChE (ацетилхолинэстераза, идентификатор PDB - 2W9I), в котором цистинов целых 3. Один из них представлен на рисунке 4.

Рис. 4. Один из дисульфидных мостиков белка AChE

Длинна S-S связи изображенного на рисунке 3 цистина 2,04 ангстрем, двугранный угол CB-S-S-CB равен 68,7^o.