Триптофан-синтаза | Учебный сайт Саши Погорельской

Исходным белков для поиска является триптофан-синтаза, идентификатор в базе данных PDB - 1TJP. Это белок из бактерии Salmonella typhimurium (штамм LT2 / SGSC1412 / ATCC 700720). Этот белок, катализирующий реакцию синтеза триптофана из компонентов, изображенных на рисунках 1-2.

В UniProt есть 2 записи, соответствующие этому белку, для α-цепи и для β-цепи.


Рисунок 1. 1индол-глицерол-3фосфат	Рисунок 2. L-Серин

Работа производилась с помощью сервера PDBeFold. Условиями поиска были стоявшие по умолчанию.

Просмотрена 96131 запись PDB (248204 цепочек), из них найдено 1563 аналогов (включая исходную). Я искала сходные с цепью α.

Будем рассматривать белок STRUCTURAL BASIS OF MUTUAL ACTIVATION OF THE TRYPTOPHAN SYNTHASE A2B2 COMPLEX FROM A HYPERTHERMOPHILE, PYROCOCCUS FURIOSUS - 81 находка. Организм, которому принадлежит этот белок относится к археям. То, что сходная последовательность встречается в бактериях и археях говорит о значимости этого белка.

Код PDB 1wdw (цепочка G - одна из 12, входящих в состав этого белка), сопоставлено 231 α-атомов (из 267). Мера сходства структур составляет 1.43 ангстрем, совпадает 32% аминокислотных остатков. Есть 9 гэпов - участков расхождения полипептидных цепей (концевые расхождения не учитываются). 90% вторичных структур (α-спиралей и β-листов) исходной последовательности и 100% вторичных структур находки было сопоставлено.

Для проверки данных о находке я рассмотрела пространственное совмещение белков. Критерием совпадения Сα-атомов было расстояние 1,5 ангстрем. Я определила множества (команда define в Jmol) Сα-атомов, расположенных на этом расстоянии на обеих цепочках. Результат представлен на рисунке 3. Совпавшие атомы показаны в толстой проволочной модели (остов), а вторичные вторичные структуры в модели cartoons с прозрачностью 80%.

На расстоянии не более 1,5 ангстрем находятся 177 атомов, что существенно меньше указанного при поиске. Также на рисунке 3 видно, что при таком условии совмещено меньше 90% вторичных структур.

Рисунок 3. Совмещение структур белков в модели cartoons. Серым цветом покрашен исходный белок, красным - найденный

Для получения рисунка 3 с точностью до поворота я использовала следующий скрипт:

color background [255,229,180] select protein cartoons select :A color cartoons grey select :B color cartoons red select protein color cartoons translucent 0.8 define BCLOSE (within (1.5, (*.CA and :A)) and :B and *.CA) select BCLOSE backbone 100 color backbone red define ACLOSE (within (1.5, BCLOSE) and :A and *.CA) select ACLOSE backbone 100

На рисунках 4 и 5 изображен участок цепей с одним из расхождений. На исходной последовательности это участок от 32 до 52 аминокислоты, на находке - от 20 до 39. Видно, что в месте расхождения исходная цепь (показана серым цветом) имеет другой изгиб, содержащий два аминокислотных остатка, в то время как в находке (показана красным цветом) один остаток.

При этом вторичная структура практически не отличается: α-спираль исходной последовательности немного длиннее.


Рисунок 4. Участок расхождения цепей в остовной модели. Шариками показаны атомы геометрического ядра, геп в найденной (обозначена красным цветом)	Рисунок 5. Участок расхождения цепей в модели cartoons. Геп в найденной (обозначена красным цветом)