Восстановление кристалла из PDB файла


1. Взаимодействия с белками из соседних ячеек

Кристаллографические характеристики белка указаны в поле CRYST1 записи PDB. Первые три числа (94.447, 84.056, 60.671) отражают длины направляющих векторов ячейки (a, b и c). Следующие три (90.00, 101.57 , 90.00) - углы между направляющими векторами. Число молекул в ячейке составляет 4, о чем говорит последнее число в строке. Запись "C 1 2 1" указывает на тип кристаллографической группы в символике Hermann-Mauguin, которая отражает симметрию кристалла.


CRYST1   94.447   84.056   60.671  90.00 101.57  90.00 C 1 2 1    4


На рис.1 приведено изображение части кристалла. Розовым цветом отмечена ассиметрическая единица, белой рамкой - границы элементарной ячейки.

Рис. 1 Часть кристалла (PDB ID: 5GWN)

На рис. 2 показаны зоны контактов белка с содержимым соседних ячеек — выделены остатки, участвующие в водородных связях и полярных взаимодействиях. Всего можно выделить 5 таких зон. На рис. 3 приведены более детальные изображения каждого из участков.

Рис. 2 Полярные контакты белка с содержимым соседних ячеек

Рис. 3 Фрагменты контактов белка с содержимым соседних ячеек

Данный белок в норме является мономером, данных о наличии ди- или олигомеров в природных условиях нет. Однако можно предположить, что некоторые из зон контактов могут участвовать в ди- или олигомеризации. Вероятнее всего наиболее стабильными будут комплексы, где число полярных взаимодействий между белковыми глобулами больше. С этой точки зрения зоны контакта, изображенные на фрагментах 1, 3 и 4 могут отражать природные взаимодействия этих белков.


2. Cтранное расположение белковых цепей в структуре ДНК-белкового комплекса

Структура 3HDD представляет гомеодомен Engrailed в комлексе с ДНК (рис. 4).Странным в данной структуре является то что цепь B белка расположена "на краю" ДНК. При восстановлении соседней ячейки с помощью команды symexp становится видно, что цепь ДНК продолжается. В такой репрезентации белок находится уже не на самом конце цепи ДНК. При учета цепи ДНК из соседней ячейки теряются водородные связи, поддуорживающие ДНК-белковые взаимодействия. Они показаны на рис. 5.

Рис. 4. Слева: структура ДНК-белкового комплекса (PDB ID: 3HDD); розовым цветом обозначена цепь A, желтым — цепь B. Справа: та же структура с ДНК из соседней элементарной ячейки.

Рис. 5 Водородные связи между цепью B белка и ДНК из соседней элементарной ячейки.



3. Несовпадение ассиметрической и биологических единиц

Ассиметрическая единица — часть кристалла, из которой весь кристалл можно восстаность с помощью кристаллографических симметрий. Иногда содержимое ассиметрической единицы не совпадает с биологической единицей (той частью, которая похожа на комплекс, существующий в природе).

В структуре эндонуклеазы рестрикции  IIP типа Kpn2I 6EKR 1 биологическая единица состоит из двух ассиметрических (рис.6). Данный белок узнает палиндромные сайты ДНК и делает двуцепочечный разрез в данном месте. Он является гомодимером, а в качестве ассиметрической единицы в PDB в данном случае представлен мономер данного белка.

Рис. 6 Структура эндонуклеазы рестрикции Kpn2I ( PDB ID: 6EKR) Слева — ассиметрическая единица, справа — биологическая единица


В структуре ксилоглюканазы семейства 12 Aspergillus niveus ( PDB ID: 4NPR) также число ассиметрических и биологических единиц не совпадает. Однако в данном случае количество биологических единиц меньше, чем ассиметрических (рис. 7).

Рис. 7 Структура ксилоглюканазы семейства 12 Aspergillus niveus ( PDB ID: 4NPR) Слева — биологическая единица, справа — ассиметрическая единица





© Васильева Елена, 2015