Построение и визуализация электронной плотности


Седьмой семестр

Главная



Для работы использовалась 3D структура АТФ-зависимого транспортера калия из Dinoroseobacter shibae, белка, который уже изучался в первом семестре.

PDB-файл белка (PDBid структуры - 2HMV) содержит 2 цепи каждая по 222 аминокислоты.

На сайте PDB есть файл структурных факторов для данной структуры, что говорит о том, что это экспериментальные данные, а не модель.

Чтобы получить карту электронной плотности (ЭП) и информацию о ней, использовался сервер EDS. Выдача сервера о структуре 2HMV:

TRANSPORT PROTEIN                       11-JUL-06   2HMV    
DIAMOND-SHAPED OCTAMERIC RING STRUCTURE OF AN RCK DOMAIN    
2 WITH ADP BOUND                                            
 ORGANISM_SCIENTIFIC: BACILLUS SUBTILIS;                    
 ORGANISM_TAXID: 1423;                                      
 EXPRESSION_SYSTEM: ESCHERICHIA COLI BL21(DE3);             
 EXPRESSION_SYSTEM_TAXID: 469008;                           
 EXPRESSION_SYSTEM_STRAIN: BL21(DE3);                       
 EXPRESSION_SYSTEM_VECTOR_TYPE: PLASMID;                    
 EXPRESSION_SYSTEM_PLASMID: PET15B                          
RCK, KTN, KTR, KTRA, KTRAB, MEMBRANE PROTEIN, ION           
 TRANSPORTER, SYMPORTER, TRANSPORT PROTEIN                  
R.A.ALBRIGHT,J.H.MORAIS-CABRAL                              
   24-FEB-09 2HMV    1       VERSN                          
   03-OCT-06 2HMV    1       JRNL                           
   26-SEP-06 2HMV    0                                      
 R.A.ALBRIGHT,J.L.IBAR,C.U.KIM,S.M.GRUNER,          
 J.H.MORAIS-CABRAL                                  
 THE RCK DOMAIN OF THE KTRAB K(+) TRANSPORTER:      
 MULTIPLE CONFORMATIONS OF AN OCTAMERIC RING.       
 CELL(CAMBRIDGE,MASS.)         V. 126  1147 2006    
                 ISSN 0092-8674                     
 16990138                                           
 10.1016/J.CELL.2006.08.028                         
                                                            
 REFERENCE 1                                                
  AUTH   T.P.ROOSILD,S.MILLER,I.R.BOOTH,S.CHOE              
  TITL   A MECHANISM OF REGULATING TRANSMEMBRANE POTASSIUM  
  TITL 2 FLUX THROUGH A LIGAND-MEDIATED CONFORMATIONAL      
  TITL 3 SWITCH                                             
  REF    CELL(CAMBRIDGE,MASS.)         V. 109   781 2002    
  REFN                   ISSN 0092-8674                     
 REFERENCE 2                                                
  AUTH   Y.JIANG,A.LEE,J.CHEN,M.CADENE,B.T.CHAIT,R.MACKINNON
  TITL   CRYSTAL STRUCTURE AND MECHANISM OF A CALCIUM-GATED 
  TITL 2 POTASSIUM CHANNEL                                  
  REF    NATURE                        V. 417   501 2002    
  REFN                   ISSN 0028-0836                     
                                                            
 RESOLUTION.    2.20 ANGSTROMS.      

Разрешение данной структуры 2.20 ангстрем - это хорошее разрешение. Затем с сервера была загружена карта электронной плотности с параметрами по умолчанию.

Структура белка и карта электронной плотности были загружены в программу PyMOL для визуализации.

Чтобы оценить, насколько хорошо вцелом остов белка вписывается в карту электронной плотности, ЭП была визуализирована только вокруг остова цепи А.

Рис. 1.ЭП вокруг остова цепи А структуры 2HMV. Уровень подрезки слева равен 1,справа - 2.


Видно, что остов очень хорошо вписывается в карту электронной плотности.

Далее ЭП была визуализирована для небольшого участка белка (4 аминокислоты: 88 по 91 позицию, лейцин, треонин, треонин, лейцин).

Рис. 2.Изображения ЭП при разных уровнях подрезки (слева равен 1,справа - 2) для небольшого участка белка 2HMV.


Видно, что не только остов хорошо вписывается в карту электронной плотности, но и боковые группы аминокислот (см рисунок 2).

Структура имеет хорошее разрешение (1,2 ангстрема). Думаю, что при таких экспериментальных данных можно с определенной точностью предсказать, где располагаются центры атомов в распределении электронной плотности.


© Рябых Григорий, 2016

Последнее обновление: 9.10.2016