Восстановление кристалла

Восстановление кристалла из PDB файла

Cтруктура глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы (GAPDH) 1J0X

Глицеральдегид-3-фосфат дегидрогеназа - гомотетрамер, который представляет собой асимметрическую единицу. Элементарная ячейка кристалла GAPDH содержит 16 молекул белка и является орторомбической (α = γ = β = 90, a ≠ b ≠ c) . В файле PDB заданы операторы симметрии:

CRYST1   81.700   98.500  183.100  90.00  90.00  90.00 P 21 21 21   16

X,		Y,		Z
-X+1/2,		-Y,		Z+1/2	#поворот в плоскости XZ со смещением
-X,		Y+1/2,		-Z+1/2	#поворот в плоскости XZ со смещением
X+1/2,		-Y+1/2,		-Z	#поворот в плоскости YZ со смещением

			
REMARK   3   RESOLUTION RANGE HIGH (ANGSTROMS) : 2.40
REMARK   3   RESOLUTION RANGE LOW  (ANGSTROMS) : 17.93
REMARK   3   DATA CUTOFF            (SIGMA(F)) : NULL
REMARK   3   DATA CUTOFF HIGH         (ABS(F)) : NULL
REMARK   3   DATA CUTOFF LOW          (ABS(F)) : NULL
REMARK   3   COMPLETENESS (WORKING+TEST)   (%) : 96.2
REMARK   3   NUMBER OF REFLECTIONS             : 56188

Рис. 1. Cтруктура глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы (GAPDH) 1J0X. Раскраска по цепям

Cтруктура состоит из четырех белковых цепей (O, P, Q, R), которые тоже повернуты друг относительно друга таким образом, что взаимодействуют с соседними тетрамерами разными частями цепей. Поэтому будем рассматривать все четыре белковые цепи. Для определения взаимодействий между соседними тетрамерами, были использованы команды symexp и distance в PyMol:

Рис.2. Отображение всех объектов на расстоянии 3.5 A от гомотетрамера GAPDH

Рис.3. Водородные взаимодействия между цепью О и цепями соседних ассимметрических единиц (1)

Рис. 4.Водородные взаимодействия между цепью О и цепями соседних ассимметрических единиц (2)

Гидрофобные взаимодействия. Взаимодействий между гидрофобными остатками цепи О и цепей соседних тетрамеров не обнаруживается.

Рис.5. Раскраска поверхности цепи О тетрамера GAPDH и соседних тетрамеров по гидрофобности остатков: на цепи О они темно-зеленые, на соседях - темно-серые.

Водородные контакты других цепей оказались симметричными, что может быть объяснено согласованием поворотов и смещений внутри тетрамера и внутри кристалла.

Восстановление элементарной ячейки, а так же анализ контактов между соседними тетрамерами внутри структуры кристалла помогают составить представление о структуре кристалла и симметрии в нем.

Структура 3HDD

Структура имеет разрешение 2.2 A. На рисунке 6 изображен комлекс и соседние ячейки. Видим, что цепь белка B взаимодействует не только с ДНК в своей ячейке, но и с соседней.

Рис.6 Комплекс 3HDD. Изображение соседних ячеек.

Для отображения водородных связей использовались команды:

symexp sym, 3hdd, chain B, 4, 1
select chA, byres (chain A within 3.5 of sym*)
select DNA, byres (sym* within 3.5 of chain A)
show sticks, chA
show sticks, DNA
distance hbonds, chA, DNA, 3.5, 2

Водородные связи показаны более детально:

Рис.7. Водородные связи между цепью B белка и ДНК из соседней ячейки

Рис.8. Водородные связи между цепью B белка и ДНК из соседней ячейки

Можно сделать вывод, что странное положение цепи B обусловлено тем, что она образует водородные связи с молекулами ДНК соседней ячейки.