Практикум 3. Альтернативные положения, B-фактор, кристалл

Задание 1. Альтернативные положения

В этом задании нужно рассмотреть альт-лок остатка ARG266 в структуре KPC-3 - бета-лактамазы, обнаруженной в Klebsiella pneumoniae с идентификатором PDB 6QWD.

В структуре имеются 3 альт-лока остатка ARG266

Рис.1a Альт-локус A остатка ARG266
Рис.1b Альт-локус B остатка ARG266
Рис.1c Альт-локус C остатка ARG266

При рассмотрении возможных стабилизирующих альт-локи связей, только у В альт-лока были обнаружены связи с коружающимми его остатками: две водородные связи с ARG65, одна водородная связь и одна водородная связь через молекулу воды с GLU64. У остальных альт-локов с окружающими атомами не образуется связей, для образования преполагаемых водородных связей не подходят либо расстояния, либо углы.

Рис 2 Вырезка из файла PDB структуры 6QWD. Первая колонка после трех координатных показывает населенность (occupancy) для ARG266.Для примера показаны строки для атома N, но такие же показатели имеются для всех атомов данного остатка.

Согласно PDB, населенность локуса A - 0.23, B - 0.36, C - 0.41. Из моих данных следует, что стабильность структур не согласуется со значениями населенности, так как поддержку связями имеет только локус B.

Ссылка на сессию PyMOL для локуса А

Ссылка на сессию PyMOL для локуса B

Ссылка на сессию PyMOL для локуса C

Задание 2. B-фактор

В данном задании я продолжу работу с той же структурой с идентификатором PDB 6QWD. Остов белка был окрашен в зависимости от температурного фактора (B-фактора), который отражает подвижность атомов в кристалле. Чем выше значение B-фактора, тем более подвижными являются атомы. Атомы с низким B-фактором покрашены синим, атомы с высоким – красным (рис.3). Высокие значения B-фактора чаще встречаются для атомов для периферических участков белка. Для них, вероятно, характерна более высокая подвижность по сравнению с атомами, имеющими большее другими аминокислотными остатками.

Рис 3 Остов белка с идентификатором PDB 6QWD, покрашенный по B-фактору.

Ссылка на сессию PyMOL для остова

Рассмотрим B-фактор для остова с боковыми цепями. Выберем остаток с высоким значением B-фактора - LYS99. Атомы бокового радикала этого остатка заметно краснеют к его окончанию, что говорит об увеличении подвижности атома. Рассмотрим его электронную плотность на различных уровнях подрезки. По мере увеличения уровня подрезки, этот участок начинает терять покрытие электронной плотностью. Особенно заметно, что на красном участке, который соответствует наивысшему значению B-фактора, электронная плотность исчезает в первую очередь.

Рис.4a Визуализация B-фактора для остатка LYS99
Рис.4b Визуализация B-фактора и электронной плотности на уровне подрезки 0.1 (carve = 2) для остатка LYS99
Рис.4c Визуализация B-фактора и электронной плотности на уровне подрезки 0.5 (carve = 2) для остатка LYS99
Рис.4d Визуализация B-фактора и электронной плотности на уровне подрезки 1 (carve = 2) для остатка LYS99
Рис.4eВизуализация B-фактора и электронной плотности на уровне подрезки 2 (carve = 2) для остатка LYS99
Рис.4f Визуализация B-фактора и электронной плотности на уровне подрезки 3 (carve = 2) для остатка LYS99

Ссылка на сессию PyMOL для LYS99

Задание 3. Соседи

В этом задании рассмортрим структура кристалла белка с идентификатором PDB 6QWD

Рис 5 Кристаллическая структура белка с идентификатором PDB 6QWD

Ссылка на сессию PyMOL для кристалла

Рис 6Соседи элементарной ячейки (обозначена зеленым)

Далее были визуализированы только соседи, которых оказалось 10.

Ссылка на сессию PyMOL для соседей