Построение и визуализация электронной плотности

Для работы была выбрана ненасыщенная рамногалактуронил-гидролаза Bacillus subtilis (PDB 2D8L), используемая в предыдущих практикумах. Разрешение ее структуры составляет 1.7 А. Белок удовлетворяет следующим требованиям:

1. Сервис EDS узнает PDB-код исследуемого белка, то есть для него доступны экспериментальные данные, а не только модели. Файл с экспериментальными данными (Strucure factors) был получен с помощью базы PDB.
2. Поиск на сервере PDBeFold показал, что для белка известно более пяти гомологов, а именно 27, с RMSD от 0.8 до 3.0 ангстрем и N_align от 50% до 90% длины последовательности белка.

Файл с электронной плотностью был получен на сайте EDS. Для визуализации структуры и электронной плотности была использована программа PyMol. Скачанные файлы были загружены в PyMol с помощью следующих команд:

load 2D8L.pdb, 2d8l

load 2d8l.omap, 2d8l_map

Изображения электронной плотности вокруг полипептидной цепи для уровней электронной плотности 1.0 σ, 1.5 σ и 2.0 σ (Рис.1-3 соответственно) на расстоянии 2 ангстрема были получены с помощью команд:

select backbone, name c+n+o+na

isomesh backbone_map, 2d8l_map, 1, backbone, carve=2

isomesh backbone_map, 2d8l_map, 1.5, backbone, carve=2

isomesh backbone_map, 2d8l_map, 2, backbone, carve=2

Рис 1. Электронная плотность вокруг полипептидной цепи, 1.0 σ

Рис 2. Электронная плотность вокруг полипептидной цепи, 1.5 σ

Рис 3. Электронная плотность вокруг полипептидной цепи, 2.0 σ

Далее для визуализации были выбраны три аминокислотных остатка Tyr 146, Met 147 и Gly 148 с тремя уровнями подрезки электронной плотности (рис.4-6). Для этого были использованы следующие команды:

create aacids, resi 146-148

show sticks, aacids

isomesh backbone_map, 2d8l_map, 1, aacids, carve=2

isomesh backbone_map, 2d8l_map, 1.5, aacids, carve=2

isomesh backbone_map, 2d8l_map, 2, aacids, carve=2

Рис 1. Электронная плотность для аминокислотных остатков Tyr 146, Met 147 и Gly 148, 1.0 σ

Рис 2. Электронная плотность для аминокислотных остатков Tyr 146, Met 147 и Gly 148, 1.5 σ

Рис 3. Электронная плотность для аминокислотных остатков Tyr 146, Met 147 и Gly 148, 2.0 σ

Таким образом, электронная плотность соответствует радикалам выбранных аминокислот, чего нельзя сказать об остатках, расположенных на поверхности глобулы(рис.3). Это говорит о том, что разрешение структуры 2D8L в целом неплохо описывает структуру, но электронная плотность достаточно груба для визуализации боковых цепей отдельных аминокислотных остатков.