1. Поиск структурных гомологов белка 1A4X.

Использовали поиск по сходству структур в PDBeFold. Поиск осуществлялся по цепи A из PDB-структуры 1A4X с RMSD между 0,8 и 2,5 и длиной выравнивания более 50% от длины 5OWI. В таблице 1 представлена краткая характеристика найденных гомологов.

2. Совмещение структур белка и его структурных гомологов

Полученное структурное выравнивание для пяти последовательностей представлено на Рисунке 1. Скачать выравнивание можно по ссылке.

Результаты структурного выравнивания (файл с совмещёнными сруктурами) предствалены в данном файле. Это выравнивание представлено на рисунке 2.

Таким образом были совмещены 5 структур. Результат совмещения:


Рисунок 1. Совмещение структур PurR (1A4X, оранжевая цепь) со структурами гомологов из разных организмов.

Видно, что структуры белков достаточно хорошо согласуются и накладываются друг на друга. Основные отличия наблюдаются в участках петель.

Также было построено выравнивание последовательностей программой Muscle с параметрами по умолчанию. Это выравнивание представлено на рисунке 3 и доступно по ссылке.

Рисунок 2. Выравнивание по структуре.

Рисунок 3. Выравнивание программой Muscle.

На рисунках 2, 3 видно, что в полученных выравниваниях есть некоторые отличия. На рисунке 4 представлен один из таких участков выравнивания.


Рисунок 4. Участок с несоответствием выравнивания по структурам (слева) выравниванию по последовательности (справа).


Рисунок 5. Совмещение части структур 1A4X, (жёлтая) со структурами гомологов: 1UFR, 5IAO, 4p86 и 1W30. 76 остатки (85 по выравниванию по последовательности) выделены sticks, а соседние остатки выделены lines.

3. Совмещение по заданному выравниванию.

Была выбрана одна структура (1OGA, region d:118-202) константного домена T-клеточного рецептора из цепи альфа и одна (1QRN, region e:119-246) из цепи бета.

Были построены карты бета-листов при помощи SheeP.

Карта бета-листов альфа цепочки 1OGA:


Рисунок 6. Карта бета-листов альфа цепочки 1OGA, полученная с помощью программы SheeP.


Карта бета-листов бета цепочки 1QRN:


Рисунок 7. Карта бета-листов альфа цепочки 1QRN, полученная с помощью программы SheeP.

Для построения совмещения структур были выбраны С-альфа атомы консервативного цистеина (Cys24 для 1OGA и Cys23 для 1QRN) и окружающих аминокислот.

Команды для построения совмещения:

load 1oga.pdb, 1oga
load 1grn.pdb, 1qrn
select d, 1oga and resi 121-123+133-135+174-176 and name CA and chain d
select e, 1qrn and resi 128-130+146-148+193-195 and name CA and chain e
pair_fit e, d

При выравнивании RMS = 0.505.

Полученное совмещение доменов показано на рисунке 8.


Рисунок 8. Совмещение α-цепи (зелёная) и β-цепи (синяя) в PyMOL.



Рисунок 9. Совмещение α-цепи (зелёная) и β-цепи (синяя) в PyMOL. Шариками показаны атомы, по которым проводилось совмещение, они выделены тёмно-зелёным и тёмно-синим цветами соответственно.



Рисунок 10. Совмещение α-цепи (зелёная) и β-цепи (синяя) в PyMOL.



Рисунок 11. Совмещение α-цепи (зелёная) и β-цепи (синяя) в PyMOL. Показаны цистеины, образующие дисульфидные связи: синим и фиолетовым (из1qrn), зелёным и жёлтым (из 1oga).
По рисункам выше видно, что, в целом, совмещение не очень хорошее, при приближении нужные участки тоже выровнены не очень. Однако видно, что топологии структур схожи (если "пройтись глазами" по остовам цепей).