Восстановление кристалла из PDB файла

1. Взаимодействия с белками из соседних ячеек

Будем рассматривать пероксидазу Leishmania major 5AL9. Кристаллографические характеристики в записи PDB приведены в поле CRYST1:

CRYST1 142.439 57.860 36.620 90.00 97.59 90.00 C 1 2 1 4

Длины направляющих векторов кристалла: a = 142.439 b = 57.860 c = 36.620
Углы между ними: 90.00 97.59 90.00
Кристаллографическая группа: C 1 2 1
Количество молекул в ячейке: 4.

На рисунке 1 показана структура кристалла. Контакты с белками других ячеек восстанавливали с помощью команды symexp. Контакты в пределах 4 Å.

Рис. 1. Кристалл белка 5AL9. А: Ассиметрическая ячейка кристалла. Источник PDB-->3D View. Б: Контакты ассиметрической единицы с соседними ячейками. Исходная структура из 5AL9 красная.

Получается, что есть 7 разных зон контакта между белками из соседних ячеек. Три из них скорее всего являются природными контактами между димерами. Эти контакты схожи с изображением димера белка в PDB (рис. 2).

Рис. 2. А: Структура димера из PDB. Б: Три контакта, предположительно имеющие биологический смысл.

2. Странное расположение белковых цепей в структуре ДНК-белкового комплекса 3hdd

Белок 3hdd взаимодействует с ДНК, но в PDB-файле верхняя структура (рис.3А) находится далеко от цепи ДНК. Однако если восстановить соседние ассиметрические ячейки, молекула ДНК продолжается и белок оказывается связанной с ней (рис. 3Б).

Рис. 3. А: Структура 3hdd. Б: Структура 3hddс восстановленными соседними ячейками.

3. Асимметрическая единица не совпадает с биологической единицей

Асимметрическая единица - это минимальная часть кристалла, по которой можно восстановить кристалл трансляционными и вращательными симметриями. Биологическая единица - это структура, которая выполняет биологическую функцию. Они могут не совпадать. С помощью Advanced search в PDB можно найти примеры таких белков. Например, структура рекомбиназы 5C34 имеет 2 цепи в ассиметрической единице (рис. 4А), но биологическая единица является тетрамером (рис. 4Б).

Рис. 4. А: Ассиметрическая единица белка 5C34 (димер). Б: Биологическая единица белка 5C34 (тетрамер).

Может быть наоборот: цепей в биологической единице меньше, чем в ассиметрической. Например, у белка 5FEN, связывающего ретинол, 1 цепь в биологичской единице, а в ассиметрической - две (рис. 5). Наверное, такое может происходить, если у белка есть несколько конформаций и они запечатлены в ассиметрической ячейке; или если выбрали большую ассиметрическую ячейку.

Рис. 4. А: Ассиметрическая единица белка 5FEN. Б: Биологическая единица белка 5FEN.

← Назад к семестру