Изображение области связывания лиганда CU1 301 с белком CUER_ECOLI

Выделена часть белкового комплекса, находящаяся в 5 Å окрестности от иона меди (Сu1301), т.е. область, замена аминокислотных остатков в которой повлияет или может повлиять на связывание белка с лигандом. (В этой области возможны электростатические взаимодействия, образование водородных и других видов связи.) На рисунке шариком бордового цвета показан ион Cu+1, серым цветом — атомы углерода С, красным — кислорода О, синим — азота N, и желтым — серы S. Значение аминокислотных остатков Cys112B и Cys120B объясняется ниже, в генно-инженерном эксперименте.

Генно-инженерный эксперимент

1) Cписок аминокислотных остатков белка CUER_ECOLI , контактирующих с атомом CU1 301 — первые кандидаты мутагенеза.

Выделена часть белкового комплекса, находящаяся в 5 Å окрестности от иона меди (Си1301), т.е. область, замена аминокислотных остатков в которой повлияет или может повлиять на связывание белка с лигандом. (В этой области возможны электростатические взаимодействия, водородные связи и пр.)

Val 80 Chain A  

Ser 77 Chain A  (расстояние до атома Ser77:A.OG 4.406 Å)  

                (расстояние до атома Ser77:A.O 3.596 Å)  

Cys 120 Chain B (расстояние до атома Cys120:B.SG 2.140 Å)               

                (расстояние до атома Cys120:B.O 4.802 Å)       

Ile 122 Chain B 

Pro 121 Chain B     

Cys 112 Chain B (расстояние до атома Cys112:B.SG 2.137 Å) 

Pro 113 Chain B 

Расстояния до атомов измерены от атома CU1 301.

2) Замена аминокислотного остатка белка, которая может привести к потере способности связывания белка CUER_ECOLI с атомом CU1 301:

Атом CU1 301 связан с белком через атомы серы аминокислотных остатков Cys112:B и Cys 120:B. Значит, замена данных аминокислотных остатков может привести к потере связывания. Атом серы присутствует в аминокислоте метионине Met. Значит, только замена цистеина на метионин предположительно не повлияет на связывание лиганда с белком. При этом мы не учитываем разность в физических размерах остатков цистеина и метионина (метионин может "не влезть" в свободное пространство). Но, судя по расчетам расстояний между взаимодействующими аминокислотными остатками и лигандом, это замена эквивалентна. Замена цистеина на любую другую (кроме метионина) аминокислоту приведет к потере связывания лиганда с белком. Атом CU1 301 связан с 2-мя атомами серы. Значит, логично предположить, что замена 1 из аминокислот (Cys 120 или Cys112) на неэквивалентную приведет к частичной потере связывания.

3) Предложена замена аминокислотного остатка белка, контактирующего с CU1 301, но тем не менее, предположительно, мало влияющая на способность связывания с CU1 301.

Cys 112(B) и Cys120(B) могут быть заменены на остатки метионина Met. Все остальные аминокислотные остатки из п.1 могут быть заменены на другие, эквивалентные с точки зрения линейных размеров, т.к. они не принимают непосредственного участия в процессе связывания белка с лигандом. При замене последних надо также учитывать их химические свойства (гидрофобность/гидрофильность, заряд и т.д.) Например, замена изолейцина Ile122:B на остаток валина Val предположительно не повлияет на связывание белка с лигандом, т.к. они обладают схожими химическими свойствами -являются алифатическими и имеют гидрофобные боковые группы.