ProDy-2. ЯМР vs РСА

Задание 1. Вводное

Моими белками для исследования стали структуры PDB 6ZLE и 6UX8 домена киназы смешанного происхождения, подобного псевдокиназе человека. PDB ID 6ZLE соответствует модели белка, полученной методом ЯМР с числом моделей, равным 20. PDB ID 6UX8 соответствует модели, полученной методом РСА с разрешением 2.5 Å.

На макро уровне будем сравнивать цепи А в двух структурах, так как это общий участок двух структур. Видно, что наибольшее отличие наблюдается в петлях моделей,можно предположить, что это связано с подвижностью данных фрагментов структуры. В некоторых местах отображение петель в двух моделях сильно отклоняются. Помимо этого некоторые альфа спирали в ЯМР модели имеют большую протяженность, чем с структуре, полученной методом РСА. Количество альфа спиралей и в обоих случаях равное. На одном конце ЯМР модели присутствуют петли, в то время как в модели РСА после альфа-спирали структура обрывается.

Рис 2.Выравнивание моделей.Красная - Рса, синяя - ЯМР.

Примером различий на микро-уровне является Arg-57. В структурах боковые радикалы остатков развернуты в разные стороны. На ЯМР структуре отображены водороды, в то время как у модели РСА водородов нет. Это связано с особенностью метода ЯМР. Остаток Lys-103 показывает, что в боковом радикале присутствуют не все атомы аминокислотного остатка в модели РСА, в отличии от модели ЯМР.

Рис 4.Arg'57	Lys'103

Задание 2. RMSF

Для совпадающих остатков я вычислала значения средних RSMF и B-факторов. Так как РСА модель 6xu8 состоит из двух цепей А и B, а модель ЯМР только из А, необходимо было убрать из рассмотрения цепь B. Также были удалены два концевых остатка и три начальных в модели ЯМР. Таким образом, в анализе участвовали 152 аминокислотных остка домена. На точечной диаграмме видна слабая тенденции возрастания B фактора при увеличении RSMF остатка, точки с возрастанием обоих значений расположены довольно рассеяно. Полученное значение коэффициента Пирсона 0.45664861 показывает слабую положительную корреляцию. Говорить о том, что ансамбль моделей в записи PDB, полученной методом ЯМР, действительно можно принять за отражение подвижности белка, сложно, вероятно в данных моделях дело не только в ней.

Рис 4.Зависимость средних B-факторов модели РСА от средних RMSF для остатков в модели ЯМР.

Задание 3.

Первая связь - связь между атомами остова в альфа-спирали. Ее образуют остатки Gly'32 и Leu'36.На рисунке ниже изображены атомы, образующие связь. Она встречается в 95% моделей ЯМР, 1 водородная связь находится на расстоянии 3.55 ангстрем. Обычно водородной связью считается связь до 3.5 ангстрем, поэтому крайняя находится на границе данного значения. Можно сказать, присутствие водородных связей практически во всех моделях ожидаемо, потому что такая вторичная структура довольно стабильна.

Рис 5. Gly'32, Leu'36

Вторая связь - водороднаю связь боковых цепей в ядре белка. Ее образуют остатки Asn'102 и Asp'137. Она встречается в 50% моделей ЯМР. То есть вероятно в белке она действительно присутствует. Средняя длина связи по всем структурам, полученным методом ЯМР больше, чем в модели РСА.

Рис 5. Asn'102, Asp'137

Третья связь - водородная связь между петлей и альфа-спиралью (атомомы остовов). Остатки находятся на поверхности глобулы. Связь образуют остатки Met`122,Leu`116. Ее можно обнаружить в 5% моделей ЯМР, то есть в единственном случае. Так как петля структура динамичная, менее струткурированная,чем спирали и листы, связь не является достоверной. Среднее значение в моделях ЯМР равняется 3.68, что на самом деле несильно отклоняется от пограничного значения.

Рис 5. Met`122,Leu`116