Кристаллографические характеристики (поле
CRYST1 в файле 4u63.pdb):
длины направляющих векторов: 81.867Å, 81.867Å, 195.952Å;
углы между направляющими векторами: 90.00°, 90.00°,
120.00°;
кристаллографическая группа: P 32 2 1, где Р означает примитивную ячейку,
32 — винтовую ось симметрии в 3-мерном случае (поворот на 120° и сдвиг на 2/3 трансляции),
2 - ось симметрии с поворотами вокруг нее на 180°, 1 - отсутствующий элемент симметрии
можно сократить в обозначении группы);
число молекул в ячейке: 6
Выбранный белок состоит из 1 цепи. Исходная молекула и ее расположение относительно
ячейки показана на рис.1
Рис.1. Исходная молекула белка.
Результат воссоздания структуры кристалла показан
на рис.2.
Рис.2. Изображение части кристалла из белка 4u63
и расположение исходной молекулы относительно
элементарной ячейки
Видно, что молекула находится за пределами элементарной
ячейки, а также контактирует с 5-ю соседними молекулами белка (в сумме, как и указано в поле CRYST1, 6),
как можно увидеть на рис.3.
Рис.3. Изображение исходной молекулы в контакте с 5-ю соседними молекулами белка.
Несмотря на 5 обнаруженных зон потенциальных контактов, 4 из них включали лишь две-три пары аминокислотных
остатков, между которыми возникали водородные взаимодействия, что позволяет предположить низкую вероятность
биологической обоснованности явления и принять его за артефакт кристаллизации.
Более интересное распределение контактов в 5-ой зоне продемонстрировано на рис.4. Несмотря на большее количество
сформированных водородных связей, данные взаимодействия вряд ли имеют осмысленную биологическую интерпретацию.
Рис.4. Детальное изображение контактов исходной молекул с молекулами элементарной ячейки. Остатки,
участвующие во взаимодействии показаны в виде sticks и покрашены в соответствии с принадлежностью к белку.
Странное расположение белковых цепей в структуре 3HDD
В данном задании необходимо было объяснить странное
расположение белковых цепей в структуре ДНК-белкового
комплекса 3HDD.
Эта структура, полученная из организма Drosophila melanogaster, представляет
собой участок двуцепочечной ДНК в комплексе с двумя полипептидными цепями, одна
из которых в структур находится "на краю" ДНК.
Рис.5. Визуализация "странной" структуры 3HDD.
С помощью PyMOL была восстановлена ячейка, соседствующая с "краевой" белковой цепью. Восстановленное
состоние можно увидеть на рис. 6. Из полученного изображения видно, что "краевая" цепь
взаимодействует с ДНК не только своей, но также и соседней ячеек, поэтому не находится на краю на самом деле.
Рис.6. Восстановленная структура 3HDD.
Несовпадение асимметрической и биологической единиц
Асимметрическая единица — наименьшая структурная
единица кристалла, из которой можно восстановить весь кристалл при
помощи операций симметрии. Она содержит уникальную часть кристаллической
структуры, которая используется кристаллографом для уточнения координат
структуры по экспериментальным данным и не обязательно представляет собой
целую биологически функциональную структуру. Биологическая единица — структура макромолекулы,
для которой было показано или предсказано наличие физиологической
функции.
В качестве примеров я выбрала две структуры:
6IA6 и 6J5C.
В обоих случаях асимметрическая единица является мономером, а биологическая — димером, что показано на рис. 7. и рис.8.
Рис.7. Ассиметрическая и биологическая единицы структуры 6СI6 соостветственно
Рис.8. Ассиметрическая и биологическая единицы структуры 6J5C соответственно
Рис.1. Исходная молекула белка.
Рис.2. Изображение части кристалла из белка 4u63
и расположение исходной молекулы относительно
элементарной ячейки
Рис.3. Изображение исходной молекулы в контакте с 5-ю соседними молекулами белка.
Рис.4. Детальное изображение контактов исходной молекул с молекулами элементарной ячейки. Остатки,
участвующие во взаимодействии показаны в виде sticks и покрашены в соответствии с принадлежностью к белку.
Рис.5. Визуализация "странной" структуры 3HDD.
Рис.6. Восстановленная структура 3HDD.
