В данном практикуме использовалась модель белка с pdbid 7BE3.

Задание 1. Альтернативные положения

Рассмотрим альтернативные конформации аргинина 144, а также их взаимодействия с соседними остатками. Конформаций только две, мне показалось более наглядным будет изобразить их на одной картинке.

  fetch 7BE3
  sele my_residue_A, resi 144 and alt "A"
  sele my_residue_B, resi 144 and alt "B"
  sele interact_res, resi 160+162
  sele water1, resn HOH and resi 515
  sele water2, resn HOH and resi 583
  hide everything, solvent
  hide cartoon
  show licorice, my_residue_A + my_residue_B + interact_res + water1 + water2
  sele alpha_C, name CA and interact_res
  label alpha_C, "%s%s" % (resn, resi)
  sele alts, name CD and my_residue_A | my_residue_B
  label alpha_C, "%s%s" % (resn, resi)
  set label_size, -0.4
scene in pymol
Рис.1. Взаимодействия двух альтернативных конформаций ARG 144 с окружением в белке

Аргинин в конформации А кажется более стабильным. Помимо взаимодействия с ASN 160 через воду (возможно там и напрямую происходит вз-ие, если аспарагин повернется немного ближе), возможно образование водородной связи с NGA (олигосахарид в 7BE3) и контакт с ARG 162 через воду. Хотя на структуре между водой и ARG 162 довольно большое расстояние – 3.8. Населенность альт-локов согласно записи в PDB 0.56 для A, 0.44 для В. Это согласуется с моими предположениями.

Pymol сессия: task1.pse

Задание 2. B-фактор

Скрываю воду, малые молекулы и cartoon для белка, визуализирую backbone с окраской по величине B-фактора. Атомы с низким значением будут покрашены синим, атомы с высоким – красным. B-фактор отражает степень неопределенности или подвижности атомов в кристаллической структуре, поэтому B-фактор выше у атомов ближе к поверхности белка. Полученное изображение подтверждает это. 

  fetch 7BE3
  hide everything, solvent
  hide everything, resn CL+GOL+NDG+NGA
  hide cartoon
  show sticks, 7BE3 and backbone
  spectrum b, blue_white_red, backbone
scene in pymol
Рис.2. Остов белковой цепи с окраской по B-фактору.

Рассмотрим отдельно ARG 183 и его электронную плотность, он расположен на поверхности и имеет высокий B-фактор. 

  show sticks, 7BE3
  spectrum b, blue_white_red, 7BE3
  sele resi 183
  zoom sele
  fetch 7BE3, type=2fofc
  isomesh arg_mesh01, 7BE3_2fofc, 0.1, selection=sele, carve=1.5
  isomesh arg_mesh05, 7BE3_2fofc, 0.5, selection=sele, carve=1.5
  isomesh arg_mesh1, 7BE3_2fofc, 1, selection=sele, carve=1.5
  isomesh arg_mesh2, 7BE3_2fofc, 2, selection=sele, carve=1.5
Рис.3. Электронная плотность для остатка аргинина 183 при разных уровнях подрезки (слева-направо: 0.1, 0.5, 1, 2). Окрашивание по величине B-фактора

Атомы бокового радикала заметно краснеют к его окончанию, это говорит о большой термической подвижности данного остатка. Можно заметить, что электронная плотность снижается с ростом величины B-фактора рассматриваемых атомов.

Pymol сессия: task2.pse

Задание 3. B-фактор

  fetch 7BE3
  hide everything 
  symexp sym, 7BE3, 7BE3, 5
  group syms, sym*
  show cartoon, all
  color magenta
scene in pymol
Рис.4. Периодичность структуры кристалла белка 7BE3 
  fetch 7BE3
  hide everything 
  symexp sym, 7BE3, 7BE3, 6
  group syms, sym*
  show surface, all
  spectrum count, rainbow

  hide surface, sym03010000
  hide surface, sym03010100
  hide surface, sym02000100 #x
  hide surface, sym02-10100
  hide surface, sym01-10000
  hide surface, sym01-100-1
scene in pymol
Рис.5. Структуры в кристалле белка 7BE3. Синим цветом изображена изначальная структура.

Структура непосредственно контактактирует с 8 соседями. Перепроверил еще раз, действительно 8. На глаз симметрия была бы лучше с 9 соседями. Структура sym02000100 точно не касается изначальной структуры, а её зеркальное отражение касается. Но может просто симметрия, которую я вижу, не верна.

Pymol сессия: task3.pse