"Электронная плотность. Рассеяние на электроне."

Выбор молекулы белка

Выбор пал на белок из первого семестра - GLSA1_BACSU (PDB_ID: 1MKI). На рисунке, представленном ниже, можно увидеть белок непосредственно. Красным покрашена цепь А, цепь B - голубая.

Сервер EDS узнает PDB-код (а значит для данной конкретной структуры авторы положили именно экспериментальные данные), имеются подходящие структурные гомологи для данного белка (проверка была выполнена с помощью PDBeFold - подтверждение смотрите на рисунке внизу; скриншот результата поиска данного PDB_ID в PDBeFold).

Далее, были скачены модель и файл структурных факторов из PDB. Пример строчки из файла структурных факторов:

1 1 1 8 73 9 f 42.2 1.8

После этого, был раздобыт файл с картой электронной плотности - 1mki.omap. С помощью команды isomesh new_map, 1mki_map, 2, resi 13-20, 2.5, carve=2.1 были получены 3 изображения электронных плотностей для 13-20 остатков, а именно Asn Pro Ala Leu Gln Leu His Asp. Ниже приведены 3 разных изображения для разных значений электронной плотности (3 уровня подрезки).

Значение электронной плотности 1
Значение электронной плотности 1.5
Значение электронной плотности 3

Как видно из приведенных выше изображений большинство атомов для выбранной последовательности ложатся в определенные для них облака электронной плотности (особенно хорошо это видно на примере подрезки со значением электронной плотности 1). Это говорит о хорошем качестве данной структуры. Есть одно исключение - это боковая группа остатка лейцина 16. Заметно, как меняется контур для данных значений электронной плотности от подрезки к подрезке. Самые маленькие области заметны на последнем изображении (значение электронной плотности равно 3). Это доказывает то, что области с подобной высокой плотностью электронов ближе всего к ядрам атомов. Но в то же самое время эти области (с повышенной плотностью электронов) отсутствуют почти у всех атомов боковых групп выделенных аминокислот.

Также, необходимо показать, как электронная плотность соответствует всей полипептидной цепочке. Мне было не совсем понятно, что тут требуется, поэтому привожу два изображения структуры. На левом рисунке изображена пептидный остов с боковыми группами, но электронная плотность (покрашенная синим) изображена только вокруг атомов остова (видно, как выделяются атомы боковых групп). Справа же изображена структура также с электронной цепью вокруг пептидного остова, однако в данном случае боковые группы аминокислот удалены. Видно, что в некоторых местах атомы вылезают, не все покоятся в выделенной им электронной плотности, что говорит о некоторой неточности, представленной здесь модели.

Был вопрос - Есть ли соответствие между структурными факторами и атомами модели? Ответ - нет. Никакого соответствия между ними нет. Однако, мы должны помнить и понимать, что зная модель - зная положение атомов в модели - мы можем, пользуясь соответствующей формулой, посчитать значение структурных факторов!