Визуализация биомолекул с помощью JMol

Структура α-L-Fucosynthase, визуализированная с помощью программы JMol

α-L-Fucosynthase. α-L-Fucosynthase относится к классу белков гликосинтаз, которые катализируют образование гликозидных связей. Гликосинтазы получаются из ферментов гликозидаз, которые катализируют гидролиз гликозидных связей [1]. Модель этого белка, визуализированного с помощью программы JMol, можно изучить в апплете, представленном ниже.

Для запуска скрипта необходмо нажать на эту кнопку.
Кнопка для переключения между сценариями.

Ссылка на скрипт, последовательно показывающий данные изображения.

Водородные связи

Водородная связь — форма ассоциации между электроотрицательным атомом и атомом водорода H, связанным ковалентно с другим электроотрицательным атомом. В качестве электроотрицательных атомов могут выступать N, O или F.
Водородная связь в значительной мере определяет свойства и таких биологически важных веществ, как белки и нуклеиновые кислоты. В частности, элементы вторичной структуры (например, α-спирали, ß-тяжи) и третичной структуры в молекулах белков, РНК и ДНК стабилизированы водородными связями. В этих макромолекулах, водородные связи сцепляют части той же самой макромолекулы, заставляя её сворачиваться в определенную форму [2].
Водородная связь характеризуется длиной и углом между атомами N-O-C. В Таблице 1 представлена информация о некоторых водородных связях, стабилизирующих вторичную структуру α-L-Fucosynthase. Данные для таблицы были получены с помощью программы JMol [3].

Таблица 1. Параметры водородных связей между остовными атомами во вторичной структуре
# Имена атомов Длина связи (Å) Угол между атомами N-O-C (°)
α-спирали
1 N(192SER)-O(189GLU) 2.98 127.7
2 N(436GLU)-O(432LYS) 2.96 157.2
3 N(28LYS)-O(24PHE) 3.78 152.9
ß-тяжи
1 N(382ARG)-O(379LYS) 3.13 124.3
2 N(121TYR)-O(29PHE) 3.85 132.2
3 N(320ASN)-O(280TRP) 3.09 140.9

На основании данных из Таблицы 1 можно сделать вывод: чем больше расстояние между атомами, участвующими в образовании водородной связи, тем больше вероятность обнаружения более тупого угла между атомами N, C и O. Также интересен факт, что в данной выборке длина водродных связей в ß-тяжах больше, чем в α-спиралях.

Источники:

[1] Энциклопедическая статья о гликосинтазах.
[2] Энциклопедическая статья о водородных связях.
[3] Сайт, где можно скачать программу JMol.