Для работы была выбрана структура белка бета-лактамазы TRU-1 из организма Aeromonas enteropelogenes с PDB ID 6fm6. Разрешение - 1.05Å. Структура PDB, помимо 1 полипептидной цепи, включает в себя 3 сульфат-иона и 1 молекулу триэтиленгликоля. Структура представлена на рисунке 1.
Рисунок 1. Структура белка 6fm6.
С сайта PDBe был скачан файл со структурой белка и файл с электронной плотностью. Оба были загружены в PyMol.
Задание 1
Был выделен остов белковой цепи, и построены изображения электронной плотности с разными уровнями подрезки. Использовались следующие команды:
PyMol> sele (name ca or name c or name o or name n) and not het PyMol> show sticks, sele PyMol> isomesh surf1, 6fm6_map, 1.0, sele, carve=1.5 PyMol> isomesh surf2, 6fm6_map, 2.0, sele, carve=1.5 PyMol> isomesh surf3, 6fm6_map, 3.0, sele, carve=1.5Результат - на рисунке 2 (a-c).
Рисунок 2a. Уровень подрезки Z=1.0 |
Рисунок 2b. Уровень подрезки Z=2.0 |
Рисунок 2c. Уровень подрезки Z=3.0. |
Как можно заметить, сгущения электронной плотности соответствуют расположению атомов остова, однако при низком уровне подрезки (1.0) сгущения у отдельных атомов могут сливаться между собой. Однако, на некоторых атомах сгущений не наблюдается. Например, на N-концевом атоме азота (верхние левые углы рис.2 а-с) сгущений не заметно при всех уровнях подрезки. Также, в некоторых местах цепи сгущения наблюдаются только при низком уровне обрезки (низ и верхний правый угол рис.2 а-с). Это может объясняться высокой подвижностью соответствующих участков цепи, так как они не входят в состав стабильных вторичных структур, таких, как альфа-спирали и бета-листы.
Задание 2
Были выделены 3 аминокислотных остатка: Trp93, Leu94 и Gln95. Для них были построены изображения электронной плотности с 3 разными уровнями подрезки. Результат - на рисунке 3 (а-с).
Рисунок 2a. Уровень подрезки Z=1.0 |
Рисунок 2b. Уровень подрезки Z=2.0 |
Рисунок 2c. Уровень подрезки Z=3.0. |
Как и в случае остова белковой цепи, сгущения электронной плотности на боковых цепях соответствуют расположению атомов. Однако, можно заметить, что электронные плотности некоторых атомов сдесь сливаются при более высоких уровнях подрезки (до 3.0). Это, как правило, связано с делокализацией электронной плотности, как, например, в ароматическом кольце триптофана, или (менее выраженно) в случае пептидной связи и карбоксамидной группы глутамина. Эти особенности могут облегчить определение аминокислотных остатков при построении модели структуры.