Восстановление кристалла

Cтруктура ДНК-белкового комплекса 3HDD

В элементарной ячейке PDB-структуры 3HDD представлены асимметрично расположенные две белковые цепи (А - окрашена голубым и В - зеленым) и двойная спираль ДНК:

Рис. 1.

Цепь B располагается "на краю" спирали ДНК в данной ячейке. Для описания водородных связей между остатками цепи В и ДНК, были восстановленны прилежащие к данной цепи ячейки. Использовалась команда symexp следующего вида:

Результат исполнения приведенной команды - отображение всех объектов в радиусе 4 Å от цепи B для структуры 3HDD.

На рисунке 2 ниже видно, что цепи А и В белка связываются с молекулами ДНК с определенной периодичностью:

Рис. 2.

Также можно отметить, что связывание белка происходит именно с большими бороздками ДНК, что охорошо видно и находятся полученном аналогичном изображении молекул, соседствующих с цепью А:

Рис. 3.

Таким образом, характер связывания цепей А и В с молекулами ДНК одинаков. Кроме же связывания ДНК, наблюдаются и взаимодействия между одноименными субъединицами белка.

Что касается спиралей ДНК, то можно отметить, что они образуют своего рода решетку. Соседние спирали расположены под углом друг к другу, в то время как спирали слоев через один ориентированы паралельно.

Далее были изучены водородные связи цепи В белка исходной ячейки с цепью ДНК из соседней ячейки (раскрашена по атомам):

Рис. 4.

Были определены два множества полярных атомов каждой из интересующих частей структуры:

Полученный набор полярных атомов был изображен в виде сфер с радиусом 0,2 Å. Далее с помощью команды dist были представлены водродные связи:

Получилось 7, несущих вклад в поддержание структуры, взаимодействий:

Рис. 5.

Конечно, помимо водородных связей есть и другие взаимодействия, играющие большую роль в поддержании структуры кристалла.

Контакты молекул из 1WPV, поддерживающие струтуру кристалла

На рисунке 6 представлены молекулы кристалла в радиусе 20 Å от молекулы белка в элементарной ячейке:

Рис. 6.

Белок в элементарной ячейке из PDB 1WPV состоит из трех одинаковых субъединиц, однако для активации данного белка необходимо формирование гомогексамера, соответственно, гомогексамер можно наблюдать, если изобразить еще одну ячейку кристалла:

Рис. 7.

Исходный тетрамер изображен голубым, добавленный - зеленым. По литературным данным, гомогексамер формируется в основном за счет гидрофобных взаимодействий. Ячейка, содержащая данный тетрамер была оставлена при дальнейшем поиске контактов, отвечающих за формирование кристалла. С помощью следующих команд были определены атомы из ячеек, формирующие потенциальные взаимодействия с исходной молекулой элементарной ячейки:

Атомы множеств sel1 и sel2 были изображены в виде сфер, молекулы воды были скрыты. Конечно, они тоже учавствуют поддержании структуры кристалла, но в данном отчете они не будут рассматриваться.

В множестве sel1 оказалось 354 атома, среди них 196 полярных, в множестве sel2 - 355, 197 из которых - полярны. Для полярных атомов, получилась следующая картина:

Рис. 8.

Неполярных атомов в выбранных множествах, получилось меньше, чем полярных. Для них с помощью dist были выделены расстояния, на которых возможны гидрофобные взаимодействия:

Полученная картина приведена на рисунке 9:

Рис. 9.

Видно, что полярные контакты преобладают над гидрофобными. Гидрофобные же контакты к тому же формируются в основном между двумя гомотетрамерами, образующими гомогексамер, хотя можно наблюдать в этом случае и наличие полярных контактов.