В данном практикуме нужно было сравнить предсказания вторичной структуры белка PyrR, который регулирует экспрессию "pyr" генов в организме многих бактерий. Предсказания строились с помощью алгоритмов DSSP и Stride.

1. Определение вторичной структуры.

Для работы рассматривалась структура белка PyrR (PDB id: 1A4X). В структуре файла PDB предусмотрена аннотация вторичной структуры.


Рисунок 1. Белок PyrR, раскраска по цепям.

Вторичная структура была определена с помощью программ DSSP.

Выдача программы DSSP представлена в файле DSSP.txt.

Информация о вторичной структуре из PDB:


Рисунок 2. PDB файл для белка PurR.

Из PDB файла следует, что белок PurR с идентификатором в БД PDB 1a4x содержит восемь альфа-спиралей и 16 бета-листов в обеих цепях.

Данные, полученные с помощью DSSP:


Рисунок 3. Выдача DSSP.

H - α-спираль
B - residue in isolated β-bridge
E - extended strand, participates in β ladder
T - hydrogen conded turn
S - bend

Из выдачи (28% helical (4 helices; 52 residues) 30% beta sheet (10 strands; 55 residues)) следует, что белок PurR содержит 4 альфа-спирали и 10 бета-листов.

При сравнении двух выдачей было замечено различие в количестве обнаруживаемых бета-листов, эот, так как структура была расшифрована в 1998 году, а последняя версия DSSP вышла в 1983.

2. Сравнение границ четырёх элементов вторичной структуры.

Теперь сравним границы элементов вторичной структуры, полученных программой, с границами, приведенными в заголовке PDB файла. Сравнение порведём для четырёх случайно выбранных элементов: двух альфа-спиралей (1 и 3) и двух тяжей 4 и 5).

Сравнение границ элементов вторичной структуры из PDB-файла 1A4X с предсказаниями, полученными программамой DSSP.
Структура	PDB	DSSP
1 α-спираль	10E-27R	10E-27R
3 α-спираль	41T-58E	41T-58E
4 β-лист	100K-105D	100K-108L
5 β-лист	129S-134V	129S-137D

Из таблицы можно заметить, что границы элементов вторичной структуры, предсказанные DSSP, практически совпадают с границами из PDB. Координаты всех (в том числе и не рассмотренных в таблице) α-спиралей совпадают полностью. В случае β-листов координаты не совпали: для выбранных структур в таблице совпали только координаты их начала, но есть посмотреть и на координаты других β-листов, то видно, что координаты очень "скачут".

3. Описание редких элементов.

При рассмотрении структуры с помощью DSSP, было найдено несколько редких элементов: один β-мостик (ILE125), например (Рис. 4).


Рисунок 4. Выдача DSSP.

В структуре содержится 4 поворота: 32-33, 97-98, 158-159 и 167-169. Все повороты маленькие - размером всего в 2-3 аминокислоты, не сильно разворачивают структуру.

Сравнение аннотаций, полученных алгоритмами DSSP и STRIDE (Рис. 5):


Рисунок 5. Выдача DSSP и STRIDE.

Видно, что в выдачах обоих алгоритмов совпадают основные структурные единицы, такие как α-спирали и β-листы. И β-мостик находится в том же положении. А вот количество поворотов и их координаты сильно "гуляют".