Практикум 2
Практикум 2
Внутренности белков и макромолекулярных комплексов
На данной странице Вы можете увидеть JMol-апплет, демонстрирующий структуру
гликозид гидролазы из Clostridium perfringens (Скрипты 1-2) и Человеческой ДНК- полимеразы
Подробнее о гидролазе можно узнать по первой ссылке , а о полимеразе по второй
ссылке
Загрузка страницы может занять некоторое время.
Ссылки на использующиеся для визуализации скрипты:
Структура гидрофобного ядра
Белок был исследован на наличие гидрофобных ядер в программе
CluD.
Программа получает на вход PDB файл, содержащий
информацию о атомах белка, а на выходе выдаёт spt файл, в котором записаны атомы гидрофобных ядер.
Для гликозид гидролазы алгоритм нашёл 20 гидрофобных ядер. Наиболее крупными из них являются core2 и core3:
первое включает в себя 128 атомов, а второе 1736 атома из 7158, входящих в белок. Core2 составляет 1,79% от общего числа(что сравнительно мало), а core3- 24,25% .
Первый скрипт демонстрирует расположение гидрофобных ядер и их поверхностную организацию.
Видно, что атомы гидрофобного ядра крайне незначительно представлены на поверхности белка, что может говорить о его немембранной и моносубъединичной природе.
Плотность упаковки атомов в гидрофобном ядре
Для исследования плотности упаковки атомов в гидрофобном ядре был выбран остаток аминокислоты тирозин [TYR]303:A
из- за своего относительно крупного размера.
Атомы гидрофобного ядра располагаются достаточно плотно: уже на расстоянии в 5 ангстрем окружвющие атомы
частично скрывают остаток тирозина. На расстоянии в 7 ангстрем остаток практически полностью скрыт соседними атомами.
Характерным расстоянием между ковалентно несвязанныви атомами является приблизительно 3,7 А.
Расчёт максимального расстояния между атомами.
Рассчитаем расстояние между атомами кислорода, так как они имеют наименьший Ван-дер-Ваальсов радиус.
За вычетом характерного расстояния между ковалентно несвязанными атомами, расстояние равно 3,7(А) - 1,4*2(А) = 0,9(А),где 1,4 -
Ван-дер-Ваальсов радиус кислорода.
Следовательно, доказана невозможность расположения между ними молекулы воды, чей диаметр мы примем равным двум Ван-дер-Ваальсовым радиусам кислорода (2,8 А).
Комплекс белка и ДНК
Скрипт 3 показывает взаимодействие белка и ДНК. Уже на расстоянии в 3 агнстрема ~ 8 аминокислотных остатков взаимодействуют с ДНК.
В основном, это положительно заряженные или гидрофобные остатки аргинина, триптофана и лизина, а также серосодержащие остатки метионина и цистеина,
обеспечивающие жёсткую пространственную фиксацию боковых цепей. Описанные остатки, вжодящие в бэта-листы, располагаются вдоль отрицательно заряженного сахаро-фосфатного остова.
С ДНК, в норме, реагируют белки гистнного и негистонного комплексов, а также факторы транскрипции.
Контакт ДНК и белка
a) Опишите с какой частью ДНК (бороздки или сахаро-фосфатного остова) взаимодействует белок.
Из визуализации видно, что контакт между ДНК и белком проходит по отрицательно заряженному сахаро-фосфатному остову.
b,c)Можно ли по расположению доноров и акцепторов в большой бороздке определить последовательность ДНК?
По располодению доноров и акцепторов протонов можно однозначно опознать каноничные нуклеотиды, а значит и определить последовательность ДНК.
d)Изобразите водородные связи белка с сахаро-фосфатым остовом ДНК
Мой скрипт не выявил водородных связей между ДНК и белком. Возможно, они взаимодействуют посредством ионных и гидрофобных взаимодействий.
Механизм химической реакции
На видео показана реакция замещения 4-нитрофенола, связанного с атомом фосфора,
на остатон тирозина путём,я полагаю, переноса протона и электронных плотностей между П-электронными системами и центральным атомом фосфора.
© Кравченко Павел
2017
