Совмещение структур

Поиск структурных гомологов ACVR1 киназы человека 4BGG

С помощью сервиса PDBeFold отобрали 4 структурных гомолога 4BGG (табл. 1).

Таблица 1. Некоторые структурные гомологи белка 4BGG.

Название структуры и цепь	Название белка	RMSD	Длина выравнивания в % от длины 4bgg
4bgg:A	ACVR1 KINASE DOMAIN IN COMPLEX WITH LDN- 193189	0.00	100
3my0:K	ACVRL1 (ALK1) KINASE DOMAIN BOUND TO LDN- 193189	1.21	79
5e8z:A	TGF-BETA RECEPTOR TYPE 1 KINASE DOMAIN (T204D)	1.30	70
1vjy:A	CRYSTAL STRUCTURE OF THE CYTOPLASMIC DOMAIN OF THE BONE MORPHOGENETIC PROTEIN RECEPTOR TYPE-1B	1.16	69
3kcf:D	CRYSTAL STRUCTURE OF TGFBRI COMPLEXED WITH A PYRAZOLONE INHIBITOR	0.9	69

Выравнивание 4BGG с гомологами

Сервис PDBeFold сделал структурное выравнивание (рис.1). Видно, что есть невыровненные участки (обозначены серым цветом), но они находятся скорее на поверхности белковой глобулы. В ядре белка структуры хорошо выровнялись.

Рис. 1. Структурное выравнивание 4BGG и четырех его гомологов.

Далее сделали множественное выравнивание этих же последовательностей алгоритмом Muscle. Сравнили его со структурным выравниванием в fasta-формате. Все полностью консервативные колонки (то есть выровненные остатки), найденные PDBeFold, были и в Muscle-выравнивании. Между двумя выравниваниями было только одно отличие. Два серина в 232-233 позициях выровнялись тривиально в Muscle (рис. 2, снизу). А в 3D-выравнивании эти десять аминокислот выровнялись как бы по трем группам (рис. 2, сверху). Посмотрим, какой вариант больше похож на правду.

Рис. 2. Различие в 232-233 позициях (по белку 4BGG) в двух разных выравниваниях. Цифры соотносятся с рис. 3)

Три группы, которые образовали выровненные остатки в PDBeFold, показаны на рис.3. На рис.4 показано выраванивание Muscle: первая колонка и вторая.

Рис. 3. Группы 3D-выровненных серинов в 232-233 позициях (по белку 4BGG). Цифры соотносятся с рис. 2.

Рис. 4. Группы выровненных Muscle серинов в 232-233 позициях (по белку 4BGG).

Остатки во второй группе 3D-выравнивания выровнены плохо (рис.3). Думаю, на этом участке скорее верно выраванивание Muscle.

Пример гибкого и жесткого структурного выравнивания

На сайте сервиса POSA (делает множественное гибкое структурное выравнивание) есть примеры, сделанные авторами сайта. POSA позволяет делать и жесткое, и гибкое выравнивание (возможность вненсения твиста в структуры). На рис. 5 показаны оба варианта выравнивания нескольких кальмодулин-содержащих белков. Когда программа внесла в структуры зеленого и красного белков твист, то "общее ядро" у всех структур увеличилось почти в два раза. Это хорошо потому, что, чем больше остатков выравнивается, тем лучше мы можем сравнить структуры. И вообще, в естественных условиях белки имеют гибкость структуры.

Рис. 5. Сравнение гибкого и жесткого выравнивания нескольких кальмодулин-содержащих белков с помощью POSA. Сверху показаны графы выравнивания (POSA выдает выравнивание в этом формате, он отображает похожие и непохожие участки структур).

← Назад к семестру