На главную На страницу седьмого семестра
— — — — — — — —
Задание №1
Мой PDB ID – 177L. Это T4 лизоцим. Этот белок способен кристаллизоваться 25 различными способами и целью получения этой структуры было изучить такое разнообразие форм[1].
Далее приведены показатели валидации данной модели (рис. 1).
Рис. 1. Показатели валидации модели.
Как можно видеть из рис. 3, качество модели довольно плохое, почти все показатели лежат в красной области. Разрешение модели составляет 2.5 Å, что является не самым хорошим, но и не самым плохим результатом.
Далее я проанализировал, какие части белка не покрыты электронной плотностью (рис. 2).
Рис. 2. Покрытие белка электронной плотностью.
Как можно видеть из рис. 2, белок покрыт электронной плотностью не полностью. Часть функционально значимых аминокислотных остатков также имеет небольшие дефекты покрытия.
Задание №2
Для выявления маргинальных остатков использовался сервис MolProbity. Качество сборки довольно низкое, так что маргинальных остатков довольно много. Далее я рассмотрел подробнее 5 из них.
В данном случае возникла серьёзная ошибка наложения после добавления атомов водорода на указанной оси (рис. 3).
Рис. 3. Маргинальные остатки метионина и триптофана. Пунктиром показана ось наложения, не является водородной связью.
Следующий остаток имеет очень нетипичный угол связи (это заметно даже невооружённым глазом).
Рис. 4. Маргинальный остаток аспарагина, имеющий очень нетипичный угол связи.
Следующий остаток имеет нетипичные показатели углов бокового радикала (ротамеры). Видно, что электронная плотность радикала размыта и покрывает не весь остаток. Вероятно, это и стало причиной нетипичных показателей.
Рис. 5. Маргинальный остаток глутаминовой кислоты, имеющий нетипичные показатели углов бокового радикала.
Следующий остаток является аутлайером по картам Рамачандрана. Далее показана его электронная плотность, которая покрывает почти весь остов остатка, за исключением кислорода. Помимо этого, остаток является функионально значимым для белка.
Рис. 6. Маргинальный остаток аспарагиновой кислоты, имеющий нетипичные торсионные углы остова.
Последний рассмотренный остаток также является аутлайером по ротамерам. Видно, что электронная плотность практически вообще не покрывает его боковой радикал, что вероятно и вызвало такие сильные искажения.
Рис. 7. Маргинальный остаток лизина, имеющий нетипичные торсионные углы бокового радикала.
Задание №3
К сожалению, данную структуру белка вообще невозможно использовать для изучения. Число маргинальный остатков невероятно велико (например, только по ротамерам аутлайеров около 20%). К тому же, маргинальными являются и функционально значимые остатки. Я думаю, эксперимент проводился либо с серьёзными нарушениями, либо просто пошёл очень неудачно. Для анализа стоит взять либо другую структуру этого же белка, либо повторить эксперимент.
Задание №4
К сожалению, сервис PDB Redo практически не помог исправить структуру. Далее приведена общая таблица изменений.
Рис. 8. Общая таблица результатов работы сервиса PDB Redo.
Далее посмотрим, как сервис повлиял на рассмотренные мною маргинальные остатки.
Первая пара маргинальных остатков имела наложение водородов. В исправленной структуре расстояние между этими атомами увеличено, что можно считать небольшим исправлением.
Рис. 9. Исправленные маргинальные остатки метионина и триптофана.
Следующий остаток имел проблемы с углом в боковом радикале. В исправленной струтуре угол имеет сильно более реалистичное значение.
Рис. 10. Исправленный маргинальный остаток аспарагина.
Следующий остаток имел проблемы с покрытием электронной плотности. В исправленной структуре проблема не была решена, изменился лишь кислород, который не был покрыт плотностью.
Рис. 11. Исправленный маргинальный остаток глутаминовой кислоты.
Проблема со следующим остатком также не была решена, он так и остался частично непокрытым электронной плотностью. Он является функционально значимым для белка.
Рис. 12. Исправленный маргинальный остаток аспарагиновой кислоты.
Последний из рассматриваемых остатков, как ни странно, стал только хуже вписываться в его электронную плотность.
Рис. 13. Исправленный маргинальный остаток лизина.
Обобщая все вышеприведённые примеры, я думаю, что использовать исправленную структуру для анализа также нельзя. В ней очень мало что исправлено, а некоторые остатки даже наоборот ухудшены по своим показателям.
Ссылки на литературу
- Zhang X., Wozniak J. A., Matthews B. W. Protein flexibility and adaptability seen in 25 crystal forms of T4 lysozyme //Journal of molecular biology. – 1995. – Т. 250. – №. 4. – С. 527-552.