Лептин

Лептин - сигнальный белок длиной 149 аминокислотных остатков, контролирующий чувство голода. Он был открыт на мутантных мышах, страдающих ожирением - у них обнаружили неактивную форму лептина. Лептин продуцируется жировой тканью и через кровь переносится к центру голода в головном мозге, где подавляет аппетит. При голодании количество продуцируемого лептина падает, что воспринимается организмом как сигнал к запасанию энергии. Лептин играет важную роль при ожирении, которое возникает как при мутантных формах лептина, так и при нарушениях в его сигнальном пути. Лептин был выбран "молекулой месяца" RCSB в мае 2012 г, его PDB-идентификатор 1ax8.

Рис.1. Белок лептин. Изображение получено с помощью PyMol.

Визуализация ЭП белка

Информация об электронной плотности доступна серверу EDC. PDBeFold находит много (>10) структурных гомологов 1ax8 (параметры: 0.8≤ RMSD ≤3.0, 50%≤ Nalign≤90%). Они повторяют структуру лептина из 4х α-спиралей, и большинство из них является различными сигнальными белками: например, Ciliary neurotrophic factor, регулирующий рост клеток сетчатки, Granulocyte colony-stimulating factor, стимулирующий развитие гранулоцитов из костного мозга, различные интерлейкины.

• Статья с расшифровкой кристаллической структуры
• Разрешение структуры 2.4Å

В PyMol электронная плотность визуализируется как Z=(R-M)/S, где R - начение ЭП в данной точке, M - среднее значение ЭП по ячейке кристалла, S - среднее квадратичное отклонение ЭП от M. Уровень "подрезки" σ используется для постройки ЭП с Z ≥ σ. Соответственно, чем больше σ, тем сильнее построенная ЭП отклоняется от шума.

С помощью PyMol была визуализирована электронная плотность для лептина. Рельтат представлен на рисунке 2. Действия в PyMol:

load 1ax8.pdb
load 1ax8.omap, 1ax8_map
isomesh new_map1, 1ax8_map, 1, chain A, carve=3
isomesh new_map2, 1ax8_map, 2, chain A, carve=3
show sticks
set stick_transparency, 0.5
->Покрасить 1ax8 by_ss
->Покрасить new_map1 grey_30
->Покрасить new_map2 grey_30

Рис.2. Визуализация электронной плотности лептина. Электронная плотность показана серым, α-спирали - голубым, петли - розовым. а) - электронная плотность при σ = 1, б) - при σ = 2.

Построение электронной плотности вокруг трех остатков

Для более ближнего построения электронной плотности были выбраны остатки His 46, Pro 47 и Thr 57. Вокруг них была построена электронная плотность при σ = 0,5; 1; 1,5; 2. (Рис.3).

Рис.3. Электронная плотность вокруг остатков гистидина, пролина и треонина.

Видно, что качество карты электронной плотности довольно неравномерно: вокруг гистидина и пролина ЭП строится при всех четырех значениях σ, однако у пролина при σ = 1.5 электронная плотность наблюдается только возле иминогруппы, а при σ = 2 ее практически нет.