1. Анализ внутрикристаллических контактов

Для работы был взят белок из первого практикума 1yoc. Разрешение структуры - 1.7Å. Этот белок является гомодимером (рис. 1, разными цветами показаны цепи А и В).

Рис. 1. Гомодимер 1yoc.

В поле CRYST1 записи PDB 1yoc указаны кристаллографические характеристики. 

CRYST1   788.162  113.399   58.838  90.00  90.00  90.00 C 2 2 21     16

Первые три числа – значения длин направляющих векторов кристалла, следующие три – углы между направляющими векторам. Тип симметрии С 2 2 21. Число молекул в ячейке равно 16.

Далее с помощью команды symexp было получено изображение белка и соседних ячеек кристалла (рис. 2).

Рис. 2. Структура кристалла 1уос. Серый параллелепипед отражает кристаллическую ячейку.

Для анализа внутрикристаллических контактов были проанализированы водородные связи и полярные взаимодействия между белками соседних ячеек (рис. 3, показаны длины водородных связей). Как видно из рисунка 3, ассиметрические единицы белка контактируют со всеми соседями.

Рис. 3. Полярные взимодействия между белками ячеек.

При детальном анализе участков взаимодействия, выяснилось что многие из этих водородных связей являются "артефактными". Визуализация "удачной" связи представлена на рисунке 4.

Рис. 4. Водородные связи между боковыми цепями а/о белков соседних ячеек.

По полученным результатам можно утверждать, что белок 1уос не склонен к олигомеризации.

2. Странное расположение белковых цепей в структуре ДНК-белкового комплекса

С помощью PyMol было построено изображение структуры 3hdd, на котором белковые цепи A и B отмечены желтым и розовым цветами, соответственно, а ДНК – фиолетовым (рис. 5).

Рис. 5. Структура комплекса 3hdd.

Как видно из рисунка 5, одна из цепей белка находится на краю ДНК, чего в принципе быть не может, так как белок попросту "свалится". Однако если изобразить соседние молекулы в ячейке кристалла, то все странности исчезают (рис. 6).

Рис. 6. Структура комплекса 3hdd с восстановленной соседней ячейкой.

3. Примеры PDB файлов, асимметрические единицы которых не совпадает с биологической единицей

В качестве первого пример был взят Hb1 форели (1out), осуществляющий перенос кислорода. Здесь 1 биологическую функцию выполняет белок, состоящий из 4 субъединиц (рис. 7).

Рис. 7. Слева биологическая единица белка (1out), справа ассиметрическая.

В качестве второго примера была взята глюкоамилаза (6fhv) из организма Penicillium oxalicum. Этот фермент (рис. 8), состоящий из 6 ассиметричных единиц, катализирует отщепление β-глюкозы от нередуцирующего конца амилозы и амилопектина.

Рис. 8. Слева биологическая единица белка (6fhv), справа ассиметрическая.