Для работы была выбрана структура белка бета-лактамазы TRU-1 из организма Aeromonas enteropelogenes с PDB ID 6fm6. С помощью сервиса PDBeFold были найдены его структурные гомологи. Сразу стоит сказать что большая часть находок - AmpC бета-лактамазы, как и исходный белок, также в небольшом количестве присутствуют другие белки, например, пептидазы; также нашлось несколько бета-лактамаз типов А и D (OXA), но их RMSD составлял более 2.5. 5 из них было выбрано, в том числе и сам 6fm6.

 
     Scoring  		RMSD 	Nalign 	Ng 	%seq 	Query 	 Target (PDB entry)
Q 	P 	Z 					%sse 	Match 	%sse 	Nres 	Title

1.00 	113.6 	32.2 	0.00 	356 	0 	100 	100 	6fm6:A 	100 	356 	CRYSTAL STRUCTURE OF THE CLASS C BETA-LACTAMASE TRU-1
0.87 	40.1 	19.0 	1.00 	347 	2 	54 	81 	2qz6:A 	92 	349 	FIRST CRYSTAL STRUCTURE OF A PSYCHROPHILE CLASS C BETA- LACTAMASE 
0.81 	39.0 	18.7 	1.18 	345 	2 	43 	81 	4u0t:A 	96 	357 	CRYSTAL STRUCTURE OF ADC-7 BETA-LACTAMASE
0.42 	7.1 	9.8 	2.31 	286 	14 	24 	63 	1pwd:A 	81 	345 	COVALENT ACYL ENZYME COMPLEX OF THE STREPTOMYCES R61 DD-PEPTIDASE
0.24 	1.5 	7.2 	2.75 	195 	12 	11 	52 	5kzh:A 	88 	240 	HIGH RESOLUTION STRUCTURE OF ACINETOBACTER BAUMANNII BETA-LACTAMASE OXA-51

Для этих 5 структур было построено множественное структурное выравнивание (рисунок 1). Для сравнения там же приведено множественное выравнивание последовательностей (программой Muscle).

Рисунок 1. Сравнение структурного выравнивания (сверху) и выравнивания по последовательности (снизу).

Как можно заметить, в обоих выравниваниях есть сходства, однако, чем сильнее различаются структуры, тем сильнее различаются и их выравнивания. Кроме того, заметны сильные отличия последовательностей друг от друга, особенно последней. Интересно наблюдать такие сильные различия, зная, что функция у этих белков одинаковая (не считая четвертого).

Помимо выравнивания структуры были также совмещены в пространстве (рисунок 2).

Рисунок 2. Совмещение структур. 6fm6 - красный, 2qz6 - зеленый, 4u0t - синий, 1pwd - желтый, 5kzh - белый.

Как можно заметить, несмотря на различия в последовательности, белки очень хорошо совмещаются в пространстве, особенно вторичными структурами. Явные отличия видны только у DD-пептидазы (желтая): сверху заметны 2 спирали, которых нет у остальных белков. Скорее всего, они ответственны за различие в функциях.