PriB является праймосомным* белковым комплексом,
ответственным за создание РНК- праймеров на одноцепочечной ДНК во время репликации ДНК.
PDB ID- 2CCZ. Данная биомолекула состоит из
трех полимеров : двух белковых молекул и одной нуклеотидной последовательности. Эти полимеры составляют три цепи.
PriB-белок, рассматриваемый в данной статье, продуцируется у E.Coli, однако кристаллическая структура PriB, экспрессирующегося у Klebsiella pneumoniae , оказалось аналогичной EcPriB.
*Праймосома состоит из семи белков. PriB отностися к белкам,
входящим с состав первоначального комплекса, который связывается с ДНК.
Выбранный нами для изучения биомолекулярный
комплекс включает в себя две белковых цепи (далее А и В цепи) и один участок молекулы ДНК.
Сначала нами были рассмотрены контакты между аминокислотами. В своей работе мы уделяли
наибольшее внимание связям,
соединяющим между собой две белковых молекулы в составе данного комплекса.
Водородные связи
С помощью JMol отобразили все водородные связи,
возникающие между аминокислотами в данном комплексе, среди них мы выбрали те, которые соединяют
между собой две белковых цепи.
Эти атомы связывают между собой участки бета-тяжей, к примеру две водородные
связи образуются между [ARG]4:B и [VAL]6:A , еще две между [VAL]6:B и [ARG]4:A.
Вероятно , они вносят вклад в сохранение целостности всего комплекса и поддержание его структуры.
Дисульфидные мостики
Для поиска дисульфидных
контактов были найдены все радикалы цистеина, содержащиеся в данном комплексе. Всего нашлось 8 радикалов, 4 из них попарно
образуют 2 дисульфидных мостика соответственно между радикалами [CYS]80:A и [CYS]48:B, [CYS]48:A [CYS]80:B. Более подробно мы рассмотрели связь между\
80 остатком цепи А и 48 остатком цепи В.
Обе дисульфидные связи соединяют между собой цепи А и В, участвуя тем самым в
поддержании целостности и формы белкового комплекса. Интересно заметить, что, как и водородные связи,
так и дисульфидные мостики соединяют 2 аминокислотных цепи симметрично и антипарралельно, то есть связь от
80 остатка первой цепи идет к 48 остатку второй, а от
80 второй к 48 первой.
Солевые мостики
Солевой мостик-это электростатическое
взаимодействие, возникающее между положительно и отрицательно зараженными
радикалами аминокислот. Поэтому для их поиска мы обозначили отдельно остатки
положительно заряженных аминокислот
(аргинин, гистидин и лизин), отдельно отрицательно заряженных (аспарагиновая и глутаминовая кислоты). Образование
солевого мостика возможно только, если расстояние между заряженными участками
радикалов не превышает 3.1 ангстрем, поэтому среди всех обозначенных радикалов была найдена пара аминокислотных
остатков, соответствующая этому параметру, а именно [ARG]34:B и [GLU]32:B (найти ионное взаимодействие между
аминокислотными остатками, принадлежащими различными цепям не удалось).
рКа (минус десятичный логарифм от константы диссоциации) глутаминовой кислоты по радикалу равен 4.25, для радикала
аргинина аналогичная константа равна 12,48 (имеется в виду константа для реакции аналогичной NH3+ NH2 + Н+), надо
заметить, что обе константы понижаются при увеличении температуры. Данные значения дают нам возможность заключить,
что большая часть радикалов в аминокислоте находятся в заряженной форме, а значит велика вероятность образования
солевого мостика, который, однако может разрушаться при нагревании.
Для просмотра демонстрации описанных выше связей нажмите Start script 1
Увидеть скрипт можно по cсылке
Гидрофобные взаимодействия
С помощью
специализированной программыбыло
найдено 20 скоплений гидрофобных радикалов, из них 15 состоят менее чем из 10 атомов, а потому сложно говорить о
плотности их упаковки. Для более подробного изучения было выбрано ядро, имеющее
наибольший размер, в точности
состоящее из 198 атомов. Для более пристального
рассмотрения был выбран остаток фенилаланаина (29:А), упакованный в гидрофобное окружение.
На расстоянии 1 Å от выбранного остатка не было найдено ни одного атома (поэтому данное изображение не приведено).
Нашлось 2 атома на расстоянии 2.0 Å от фенилаланина, 9 атомов на расстоянии 9.0 Å, 27 на расстоянии 4
Å, 58 на расстоянии 5 Å, 86 на расстоянии 6Å, 118 на расстоянии 7 Å.
Мы замелили, что остаток практически полностью перекрывается атомами окружения, находящимися от него на расстоянии
менее 6 Å.
Сложно говорить о плотности всего гидрофобного ядра одновременна, так как ее значения сильно разнятся в различных
участках. Есть более плотно упакованные области, к которых расстояние между соседними, не связанными ковалентно
атомами колеблется между 4 и 5 Å. В других же частях гидрофобного ядра «пробел» между соседними атомами
доходит до 8-9 Å, в таких пробелах теоретически может поместиться еще одна молекула, например, молекула воды,
но не поместиться ,к примеру, значительно превосходящая ее по размеру молекула у углекислого газа.
Для просмотра демонстрации описанных выше взаимодействий нажмите Start script 2
Увидеть скрипт можно по cсылке
ДНК-белковые контакты
Кроме 2 белковых цепей,
изучаемый комплекс содержит фрагмент молекулы ДНК. Водородных связей между ДНК и
беком мы не обнаружили, из чего мы сделали вывод что ДНК и белки в данном комплексе соединены другими типами
связей, одним из характерных примеров таких типов связей является стэкинг-взаимодействие.
Такие взаимодействия хорошо заметны при рассмотрении модели комплекса в местах контакта ДНК и белковой цепи,
они выглядят как стопка монет, состоящая из ароматических колец, часть которых являются элементами белковых
радикалов, а часть принадлежат молекуле ДНК. Мы рассмотрели подробнее стекинг взаимодействие
между азотистым основанием тимином ([DT]13:С) кольцами в составе радикала триптофана([TRP]47:A).
Для просмотра демонстрации описанных выше взаимодействий нажмите Start script 3
Увидеть скрипт можно по cсылке
Личный вклад:
Данный мини-проект был
подготовлен студентками 1-го курса Болиховой Анастасией и Ненартович Мариной.
Подобрала белок и написала скрипты для JMol Болихова Анастасия.
Верстка сайта и подбор информации были осуществлены Ненартович Мариной.
.jpg)