Практикум №8

Главная

Практикум №8: "Совмещение структур"

С помощью сервиса PDBeFold был произведен поиск структурных гомологов белка GlmU из бактерии Streptococcus cerevisiae (PDB-код: 4aaw). Было выбрано 2 гомолога из разных организмов: GlmU из Acinetobacter baumannii (5vmk) и GlmU из Mycobacterium tuberculosis (3foq). Сразу отметим, что хороших гомологов не было найдено, тут длиной выравнивания менее 50% от длины вашего белка для обоих.
На Рис. 1 показано полученное совмещение структур.

Рис. 1. Совмещение структур (4aaw показана зеленым, 3foq - желтым, 5vmk - сиреневым)

Видим, что в целом структуры белков достаточно хорошо согласуются не очень хорошо, есть отличия не только в петлях, но и в регулярных участках.

На Рис. 2 представлено полученное структурное выравнивание.

Рис. 2. Выравнивание по структуре.

Было построено выравнивание последовательностей программой Muscle с параметрами по умолчанию (рис. 3).

Рис. 3. Выравнивание, построенное программой Muscle.

Пример несовпадения выравнивания по структуре с выравниванием по последовательности - позиция 15 (Muscle дает глицины для всех трех последовательностей, а в выравнивании по структуре в структуре 5vmk на данном месте стоит аланин). Рис. 4 демонстрирует положение аминокислот в данной позиции в структурном выравнивании.

Рис. 4. положение аминокислот в позиции 15 в структурном выравнивании. Дополнительно показан Ala16 для структуры 5vmk.

Видим, что Ala16 в структуре 5vmk лучше, чем Gly15 выровнен с глицинами двух других структур, что позволяет говорить о том, что структурное выравнивание является более точным.

Совмещение по заданному выравниванию

Для задания была выбрана одна структура константного домена T-клеточного рецептора из цепи альфа (2BNQ, участок D: 115 - 204) и одна — из цепи бета (2AXH, участок A: 119 - 244).

Рис. 5. Структура Структура 2BNQ, оранжевым выделен выбранный участок.

Рис. 6. Структура Структура 2AXH, красным выделен выбранный участок.

С помощью сервера SheeP были получены карты β-листов для выбранных участков (Рис. 7-8). Для того чтобы ориентация бета-листов совпадала, к карте для цепи бета была применена команда flip columns. Из двух бета-листов для цепи бета верхний совпадает с листом на карте для цепи альфа.

Рис. 7. Карта β-листов для цепи альфа.

Рис. 8. Карта β-листов для цепи альфа.

В каждой карте был найден консервативный остаток цистеина: Cys137 в цепи альфа и Cys145 в цепи бета. По ним и окружающим их остаткам затем строилось выравнивание. Файл с совмещенными структурами: здесь.

Использовались следующие команды:

select alpha, alpha_2bnq and chain D and resi 124-126+136-138+177-179 and name CA

select beta, beta_2axh and chain A and resi 126-128+144-146+191-193 and name CA

pair_fit alpha, beta

Рис. 9. Совмещение участков цепей альфа и бета с помощью команды pair_fit. Альфа-цепь покрашена светло-голубым цветом, бета - сиреневым. Остатки, по которым производилось совмещение, выделены желтым (на альфа-цепи) и красным (на бета-цепи).

Выдим, что несмотря на то, что направление и расположение β-тяжей одинаковы, далеко не все элементы вторичной структуры совпадают, вследствие чего говорить об идентичности топологий нельзя.