Общая характеристика структуры queC (PDB ID: 3BL5)

Белок состоит из 6 цепей (A,B,C,D,E,F). В PDB-файле (Protein Data Bank) также содержатся координаты ионов цинка, магния и фосфат-ионов. Этих молекул по одной на каждую цепь, то есть всего 6 ионов цинка, 6 ионов магния и 6 фосфат-ионов, вместе 18 молекул лигандов. На рисунке 1, полученного средствами JMol (стиль cartoons), можно увидеть расположение по порядку этих цепей, а также направление белка в каждой цепи, которое отражено стрелочками. Цепь А покрашена красным цветом, последующие - в соответствии с градиентом изменения от теплых цветов к холодным (В - оранжевым, F - синим). Также на рисунке 1 продемонстрировано положение лигандов, покрашенных в розовый цвет.

Рисунок 1. Белок queC представлен средствами JMol, стиль cartoons. Цепи покрашены в по градиенту изменения цветов от теплых к холодным (цепь A красная, цепь F - синяя). Розовым цветом покрашены лиганды (не белок и не вода). Напрвление от N к С-концу показано стрелочками, также первые а.о. в цепях отмечены черным.

Анализ структуры альфа-спиралей и бетта-листов в цепи F белка с queC (PDB ID: 3BL5)

Цепь F белка queC включает в себя несколько альфа-спиралей и один бетта-лист, состоящий из 5 бетта тяжей. Их положение показано на рисунке 2.1; альфа спираль покрашена синим, бетта-лист - красным; номера аминокислот, с которых начинается выбранная мною альфа-спираль и каждый из бетта-тяжей бетта-листа, подписаны.

Рисунок 2.1. F-цепь queC. Красным покрашен бетта-лист, синим - одна из альфа-спиралей. Ноамера а.о. начала и конца альфа-спирали и бетта-тяжей подписаны.

Некоторые данные по альфа-спиарли, приблизительно вычисленные средствами JMol:
1. Шаг спирали. На рисунке 2.2 изображена альфа-спираль с осью, по которой измерена ее высота, равная 22,89 А. Видно, что в предствленной альфа-цепи 4 витка. Таким образом, шаг спирали можно приблизительно вычислить, поделив высоту спирали на число витков: 22.89/4=5,7225 (А). Точное значение шага спирали равно 5,4 А[2].
2. Число остатков на один виток. Всего остатков в цепи 16, витков - 4. Следовательно, на виток прихолится 16/4=4 (а.о.)
3. А.о. с номером n, находящийся в середине спирали, образует связи с а.о. номер (n+4) и (n-4), вель на виток приходяится 4 а.о. (см п.2)
   

   Рисунок 2.2. Выбранная мною альфа-цепь из F-цепи queC в стиле backbones (видны только связи между С-альфа атомами). Измерено расстояние между крайними а.о.

   На рисунке 2.3 изображен бетта-лист цепи F. Ясно видно, что все 5 тяжей его параллельные, на что указывают направленные в одну сторону стрелочки (стиль представления - cartoons). Также видно, что поверхность листа сильно изогнута по одной оси (той, что направлена на Вас). Рисунок 2.3. Изогнутый бетта-лист цепи F (в cartoons), все бетта-тяжи в котором параллельны.

   Внутримолекулярные взаимодействия боковых групп белка в цепи F структуры queC (PDB ID: 3BL5)

   В этом разделе мы рассмотрим 3 типа внутримолекулярных взаимодействий: дисульфидные мостики и солевые мостики.

   На рисунке 3.1 видно расположение цистеинов в цепи F и расстояния между некоторыми из них. Длина ковалентной связи S-S равна 1,92 А [1], что примерно в два раза меньше наименьших расстояний между атомами серы. Таким образом, между атомами, расстояние между которыми измерено, потенциально могут образовываться дисульфидные мостики при незначительных пространственных изменениях белка.

   

   Рисунок 3.1. Расположение цистеинов (показны в стиле wireframe и cpk). Атомы серы покрашены синим. Измерены расстояния между атомами серы потенциальных дисульфидных мостиков.

   Солевые мостики могут образовываться между положительно и отрицательно заряженными а.о. На рисунке 3.2 изображено положение атомов кислородов и азотов всех пар (в которых члены пары удалены друг от друга не более, чем на 4 А), которые можно составить из 2 групп аминокислот: 1) отрицательно заряженные: глутамат, аспартат и 2) положительно заряженные: гистидин, аргинин, лизин.

   

   Рисунок 3.2. Солевые мостики в цепи F. Красным цветом отмечены атомы кислорода, синим - атомы азота.

   Список ссылок на источники:
   1. http://physic.kemsu.ru/pub/library/learn_pos/Chem/Глава%2004.htm
   2. http://ru.wikipedia.org/wiki/Альфа-спираль

   Смотри также: Описание области контакта белка и лиганда PO₄^3- в структуре queC