Внутримолекулярные взаимодействия в структуре 3HQ2

Общая характеристика структуры 3HQ2

Рис.1. Лиганды в составе белка 3HQ2.
Zn - сине-голубые, F- - светло-зеленый,
Cl - зеленые, P+5 - оранжевые, O - красный.

Идентификатор PDB 3HQ2
Название белка Металл-зависимая карбоксипептидаза
(Metal-dependent carboxypeptidase)
Количество цепей 2: цепь А и цепь B
Лиганды (частицы) 1 частица Zn2Cl2
2 молекулы ZnCl2
1 ион ZnCl-
2 иона ZnPO42-
1 ион F-

На рисунке 1 представлена структура белка с лигандами. В силу того, что их достаточно много (в общей сложности 7 штук), лучше всего их видно при полупрозрачном цвете самого белка. Мономеры белка покрашены от синего к красному (от N-конца к С-концу).

Анализ структуры альфа-спиралей и бета-листов в цепи A белка с кодом PDB 3HQ2

Рис.2. Участок для анализа белка 3HQ2

Для анализа я выбрала последовательность белка с 205 по 250 аминокислотный остаток из цепи А, включающую как β-тяжи, так и α-спирали (рис.2). На данном участке есть одна альфа-спираль с 205 по 221 аминокислотный остаток, и три бета-тяжа (228-232, 236-241, 244-250 а.к. остатки).

Длина водородной связи в среднем составляет 2,88Å, разброс в пределах от 2, 67Å до 3,01Å (рис.3). Шаг спирали - приблизительно 0,57 нм, что равно 5,7Å.

Среднее число аминокислотных остатков - 3,7 на виток (рис.4), на 3 витка спирали приходится около 11 аминокислотных остатков (покрашены в разные цвета). Таким образом, остаток с номером n в середине спирали образует водородные связи с n+4 и n-4 аминокислотным остатком.

β-лист представлен тремя β-тяжами, два из которых параллельны между собой и антипараллельны третьему β-тяжу. Тяжи антипараллельны, если N-конец одного тяжа образует водородные связи с C-концом другого, и наоборот. Соответственно, тяжи параллельны, если N-конец одного образует водородные связи с N-концом другого тяжа, и аналогично с C-концами.
Лист образует слегка(из-за малого количества тяжей) выгнутую поверхность, которая представлена на рисунке 5.

Рис.3. Альфа-спираль (205-221 а.к.):
водородные связи

Рис.4. Альфа-спираль (205-221 а.к.):
шаг спирали и количество остатков на виток

Рис.5. Бета-лист (228-250 а.к.): структура, вид с разных ракурсов

Внутримолекулярные взаимодействия боковых групп белка в цепи Y структуры 3HQ2

Рис.6. Цистеины в составе белка 3HQ2

В белке есть 4 цистеина, однако они находятся на далеком друг от друга расстоянии и дисульфидных мостиков не образуют. На рисунке 6 цистеины в составе белка покрашены желтым цветом, расстояние между ними не менее 2,67 нм (измерения не приведены, чтобы не загромождать рисунок).

Для образования солевых мостиков необходимо взаимодействие отрицательно заряженных радикалов с положительно заряженными. Таким условиям удовлетворяют различные попарные комбинации из Asp, Glu и Lys, Arg и His.
На рисунке 8 изображены атомы положительно и отрицательно заряженных аминокислот, находящиеся на расстоянии не более 4Å таких атомов - 96 штук. Однако среди этих атомов тщательный просмотр показывает лишь 33 истинных солевых мостика. Что интересно, большинство солевых мостиков образуются между аминокислотами, отдаленными друг от друга лишь на 2-3 остатка. Атомы покрашены в соответствии с химической природой: углерод серый,азот синий, кислород красный. Для просмотра команды наведите мышку.


Рис.8. Потенциальные пары, способные
образовать солевые мостики
в цепи А белка 3HQ2

Рис.9. Солевой мостик между R32 и E118

Детали образoвания солевого мостика можно увидеть на рисунке 9. Атомы покрашены в соответствии с их химической природой. Карбоксильная группа остатка Glu118 притягивается к гуанидиновой группе остатка Arg32, длина связи 2,63Å.


© Elizaveta Besedina, FBB 2012
lizaveta@kodomo.fbb.msu.ru