Для выполнения задания был выбран белок щелочная фосфатаза из организма Methanosaeta concilii GP6 с PDB ID 3E2D. В PDBe есть файл с электронной плотностью, в PDB лежит файл со структурными факторами.
Разрешение структуры 1.4 ангстрема, структура была получена в 2009 году. Статья.
1. Построение изображения электронной плотности вокруг остова полипептидной цепи
Использованные команды в PyMol:
load 3e2d.pdb, app
load 3e2d.ccp4, ape
hide all
select backbone, (name ca,n,c,o) and not hetatm
show sticks, backbone
color green, backbone
isomesh surface, ape, k, backbone, carve=2 (где k это уровень подрезки)
png lvl_k, width=9cm, dpi=300
Рис 1a. Остов белка с изображением электронной плотности на уровне подрезки 0.5.
Рис 1б. Остов белка с изображением электронной плотности на уровне подрезки 1.
Рис 1в. Остов белка с изображением электронной плотности на уровне подрезки 1.5.
Рис 1г. Остов белка с изображением электронной плотности на уровне подрезки 2.
Рис 1д. Остов белка с изображением электронной плотности на уровне подрезки 2.5.
Рис 1е. Остов белка с изображением электронной плотности на уровне подрезки 3.
Рис 1ё. Остов белка с изображением электронной плотности на уровне подрезки 3.5.
Рис 1ж. Остов белка с изображением электронной плотности на уровне подрезки 4.
Поверхности уровня электронной плотности покрывают все атомы остова на уровне подрезки 0.5, а с его увеличением они группируются у сильно электроотрицательных атомов.
2. Построение изображения электронной плотности вокруг аминокислотных остатков
Были выбраны аминокислоты в 4, 14 и 31 позициях (лизин, метионин и лейцин).
Использованные команды в PyMol:
select residues, (resi 4, 14, 31) and chain A
hide all
show sticks, residues
show spheres, residues
alter residues, vdw=0.5
rebuild
isomesh surface, ape, k, residues, carve=2 (где k это уровень подрезки)
png r_lvl_k, width=9cm, dpi=300
Рис 2a. 3 аминокислоты различной природы с изображением электронной плотности на уровне подрезки 1.
Рис 2б. 3 аминокислоты различной природы с изображением электронной плотности на уровне подрезки 1.5.
Рис 2в. 3 аминокислоты различной природы с изображением электронной плотности на уровне подрезки 2.
Рис 2г. 3 аминокислоты различной природы с изображением электронной плотности на уровне подрезки 2.5.
Рис 2д. 3 аминокислоты различной природы с изображением электронной плотности на уровне подрезки 3.
Рис 2е. 3 аминокислоты различной природы с изображением электронной плотности на уровне подрезки 3.5.
Рис 2ё. 3 аминокислоты различной природы с изображением электронной плотности на уровне подрезки 4.
Видно, что при больших значениях уровня подрезки поверхности уровня функции электронной плотности располагаются только около сильно электроотрицательных атомов.
