I практикум. Визуализация молекул в J(S)Mol:

Ethanolamine utilization protein (Uniprot)

14 февраля 2019 г.
Просмотреть задания практикума #1
Параметры водородных связей между остовными атомами во вторичной структуре
# Имена атомов Длина связи N-O (Å) Угол N-O-C (°)
310-спирали *
1 N(055ASP:B)-O(052SER:B) 2,81 135,6
2 N(049VAL:B)-O(046LEU:B) 2,92 123,9
3 N(052SER:A)-O(055ASP:A) 2,82 136,3
4 N(156GLN:B)-O(153TRP:B) 3,13 117,0
5 N(155SER:B)-O(152ASP:B) 3,05 119,4
* Среднее 2,95 126,4
Бета-тяжи
1 N(044ILE:A)-O(125LEU:B) 2,88 148,7
2 N(143ARG:A)-O(086GLU:A) 2,76 154,8
3 N(099ASP:A)-O(149TYR:A) 3,04 152,8
4 N(148THR:A)-O(081GLY:A) 2,88 132,4
5 N(110ASP:B)-O(137SER:B) 2,91 158,8
* Среднее 2,89 149,5

Выводы, заключение

Обработав данные о длинах (N-O) и углах (N-O-C) водородных связей я выявил, что средняя длина водородной связи в 310-спиралях * белка составляет 2,95 Å, в бета-тяжах – 2,89 Å. Средний угол: альфа-спирали - 126,44°, бета-тяжи – 149,5°.

Средняя длина водородных связей этих вторичных структур близка к средним для всех белков 3 Å, к тому же, все связи довольно прочные ("strong, mostly covalent" - "moderate, mostly electrostatic", [1]) Надо заметить, что в 310-спиралях водородные связи все же более короткие, чем в бета-тяжах, следовательно, они и более прочные.

С углами все несколько сложнее. Измеренные углы - углы N-O-C. Из рекомендаций ИЮПАКа [2] говорится об углах N-H-O, для них оптимальная величина - 180± 45º. Но так как вся структура N-H-O-C в лучшем случае выстраивается в одну прямую, то и угол N-O-C должен быть приблизительно развернутым - 180±35º. К тому же углы водородных связей не могут быть меньше 110º. Углы в бета-тяжах более соответствуют этим требованиям. Однако не все так просто - *, и о каких-то адекватных выводах говорить нельзя, так как количество измерений мало.

 *  - В молекуле по PDB-идентификатору "4AXO" нет ни одной альфа-спирали. Есть только довольно короткие 310-спирали, поэтому все измерения, связанные с водородными связями на альфа-спиралях мне пришлось делать на 310-спиралях, а не на альфа-спиралях.

Использованная литература

1. Jeffrey, George A., An introduction to hydrogen bonding, Oxford University Press, 1997.
2. Elangannan Arunan, Gautam R. Desiraju, Definition of the hydrogen bond (IUPAC Recommendations 2011).

dnadna