Учебный сайт Полины Байкузиной

Главная Семестры О себе Ссылки

Анализ ЯМР-файла

Для работы были выбраны структуры низкомолекулярной протеиновой тирозинфосфатазы (LMW-PTP), полученные с помощью ЯМР (PDB: 1BVH) и РСА (PDB: 1DG9). Разрешение РСА: 1.9Å. Число моделей ЯМР: 15.

Рис.1. Структура LMW-PTP, полученная с помощью ЯМР (слева) и РСА (справа).

На рисунке 2 сопоставлены модели ЯМР и РСА. Укладка структур в целом сходна, различия наблюдаются на N-конце и свободных петлях, так как эти структуры наиболее подвижны в растворе. Сопоставление было выполнено с помощью команды align.

Рис.2. Сопоставление моделей ЯМР (прозрачные) и РСА (покрашена красным цветом).

Для анализа были выбраны 3 водородные связи:

  • остовная водородная связь в бета-листе (Leu9 (N) - Tyr87 (O), рис.3);
  • связь между полярными группами в боковых цепях остатков, удаленная от поверхности глобулы (Asn15 (ND2) - Ser43 (OG), рис.4);
  • связь между атомами боковых цепей остатков, расположенных в свободной петле на поверхности глобулы (Asn38 (ND2) - Gln3 (OE1), рис.5).

Считаем, что между донором протона и акцептором есть водородная связь, если расстояние между ними меньше 3,5 ангстрем, угол между направлениями акцептор-донор-водород и донор-акцептор-водород не более 70°. Номера остатков заданы по структуре 1DG9 (РСА).

Рис.3. Остовная водородная связь в бета-листе Leu9 (N) - Tyr87 (O) (справа), красным цветом отмечено положение остатков в структуре (слева).

Рис.4. Водородная связь между полярными группами в боковых цепях остатков, удаленная от поверхности глобулы, Asn15 (ND2) - Ser43 (OG) (справа), фиолетовым цветом отмечено положение остатков в структуре.

Рис.5. Водородная связь между атомами боковых цепей остатков, расположенных в свободной петле на поверхности глобулы, Asn38 (ND2) - Gln3 (OE1) (справа), синим цветом отмечено положение остатков в структуре (слева).

Выбранные водородные связи были проанализированы в моделях ЯМР. Полученные результаты приведены в таблице 1. Для каждой водородной связи оценивалось расстояние в РСА, в каком проценте моделей ЯМР есть водородная связь, минимальное, максимальное и медианное значение расстояния в ЯМР.

Таблица 1. Сравнение водородных связей в ЯМР и РСА моделях.
Водородная связь (донор-акцептор) d, Å (РСА) % моделей, в которых есть водородные связи (ЯМР) d min, Å (ЯМР) d max, Å (ЯМР) d mean, Å (ЯМР)
Leu9 (N) - Tyr87 (O) 2.9 100 2.7 3.3 3.1
Asn15 (ND2) - Ser43 (OG) 2.8 27 2.8 3.5 3.2
Asn38 (ND2) - Gln3 (OE1) 2.3 7 3.0 3.0 3.0

Остовная водородная связь в бета-листе присутствует во всех моделях ЯМР. Данная связь достаточно стабильна и важна для поддержания структуры белка. Водородные связи между атомами боковых цепей как в глобуле, так и на ее поверхности оказываются не такими стабильными. Водородная связь между атомами боковых цепей остатков, расположенных в свободной петле на поверхности глобулы, встречается только в 1 модели из 15, что говорит о том, что петли белка обладают большей подвижностью.

© Полина Байкузина, 2017