Кристалл белка

Изучаемый белок

Я выбрал белок 4XSO, так как я работал с его структурой ещё на первом курсе. Белок цианобактерии Nostoc sp. PCC 7120 является гликозил-трансферазой четвертого семейства и выполняет синтез полисахаридов для гетероцисты.[1] В современной практике гликозил-трансферазы распределяются по семействам в зависимости от первичной структуры.[2] Его структура была изучена в комплексе с различными лигандами в 2015.[3] Он состоит из двух образующих цепей, формирующий димер. Структура этого белка известна с разрешением 2.01A. В предварительной части файла структуры содержится следующая информация о кристаллографических характеристиках:

Длины направляющих векторов a=78.289, b=133.469, c=142.812.
Углы между этими некомпланарными векторами: 90.0, 90.0, 90.0.
Группа симметрии C 2 2 21.
Количество молекул в ячейке - 16[4]

С помощью средств PyMol было воссоздано окружение белка(рис. 1) по отношению к кристаллической ячейке(рис. 2) и его девятью соседям в кристалле на расстоянии пяти ангстрем (рис. 3 и 4).

Рисунок 1. Визуализация белка в программе PyMOL

Рисунок 2. Положение белка относительно ячейки

Рисунок 3. Вид сбоку на кристаллическое окружение белка

Рисунок 4. Вид с торца на окружение белка

Далее для визуализации водородных связей был выбран один самый близкий белок (рис 5).

Рис 5. Соседний белок, выбранный для визуализации контакта.
В каждом белке я выбрал остатки, лежащие не дальше пяти ангстрем от другого белка, а затем нашел все попарные расстояния между атомами, меньшие трех ангстрем, поскольку при включении кандидатов на взаимодействия больших длин появлялось много посторонних. Зона контакта изображена на рисунке 6. Солевых мостиков и стэкинг-взаимодействий обнаружено не было, структура кристалла поддерживается водородными связями, в том числе опосредованными молекулами воды(рис. 8). Пример водородной связи - A/B/PHE`266/N и B/A/PHE`263/O (рис. 7)

Рисунок 6. Детальное изображение контактов исходной молекул с молекулами элементарной ячейки.

Рисунок 7. Пример водородной связи.

Рисунок 8. Опосредованная водой водородная связь.

Странности структуры

Я выбрал экзонуклеазу 5HP4[5] для объяснения неординарной структуры(рис. 9). У нее с белком связано всего одна цепь ДНК, но в базе данных написано, что белок работает с дуплексом. Если добавить симметричный белок, то становится понятно, что ДНК все-таки двуцепочечная, а белок контактирует с малой бороздкой(рис. 10).

Рисунок 9. Странная ДНК

Рисунок 10. Дуплекс ДНК

Источники