Учебный сайт Сергея Пушкарева

Навигация по сайту:

• Главная
• Семестры:
  • Первый
  • Второй
  • Третий
  • Четвертый
  • Седьмой
• Обо мне

Задание 1

PDBID: 5R84.

На картинке я хотел показать две водородные связи и то, как хорошо лиганд заполняет карман. Пиридиновый фрагмент вообще хорошо входит, а циклогексановый не совсем оптимально, но тоже неплохо.

Отрендеренная картинка. Файл сессии pymol.

Задание 2

PDBID: 5FLK и 2V9Z.

Еще даже не глядя на электронную плотность, видно, что в структуре 2V9Z отсутствует вода. Это может натолкнуть на мысль, что разрешение этой структуры не позволяет различить отдельные атомы. В 5FLK вода есть.

При рассмотрении плотности окончательно становится понятно, в какой структуре разрешение выше: плотность в 5FLK имеет вид соединенных друг с другом сфер, в каждую из которых прекрасно вписываются атомы, в случае же 2V9Z плотность имеет вид сосиски, окутывающей атомы остова модели, отдельные атомы неразличимы. Плотность в 2V9Z более диффузно расположена вокруг атомов: чтобы добиться того, чтобы mesh более-менее непрерывно окружала остов, требуется взять большее значение carve, чем в случае 5FLK. Для сравнение взяли петлю с 69 по 80 остаток в обеих структурах.

Сравнение 5FLK и 2V9Z. Границу между картинками можно перемещать мышкой.Если внизу под картинкой много белого места, или внутри нее слайдер, то это потому что мне не хватило прямоты рук.

5FLK. Уровень подрезки 0.7, carve = 1.35.

2V9Z. Уровень подрезки 0.7, carve = 1.35.

2V9Z. Уровень подрезки 0.7, carve = 2.

Окончательное подтверждение нашим рассуждениям о разрешении структур дает PDB: 5FLK имеет разрешение 0.99 Å, 2V9Z — 3.00 Å. Как так получилось? Белок-то примерно один и тот же. Очевидно, различия в условиях проведения эксперимента. Почитать про данные эксперимента можно, открыв для структуры раздел "Experiment" или заголовок .pdb файла. Исходя из раздела Experiment, причин для различий может быть несколько:

• Белок один, а кристаллы разные: разные компоненты смеси, их соотношения, условия выращивания;
• Разная установка для получения структуры, разные протоколы
• Разные программы для обработки данных РСА

Про программы для обработки РСА я ничего сказать не могу, но вот про первые два пункта порассуждать могу.

Есть отличие в кристаллах по содержанию растворителя. Для фиксированного объема кристалла сигнал будет сильнее там, где белка в кристалле больше. Вот в кристалле 5FLK, например 41% растворителя, а в 2V9Z 47%. Само по себе это, наверное, мало о чем говорит, потому что чтобы так сравнивать кристаллы должны быть одинаковые по размеру, что в нашем случае вообще не обязательно.

Гораздо более значим способ, которым получены структуры: в случае 5FLK источник излучения — это синхротронная установка, которая, исходя из лекций, намного мощнее, чем "rotating anode" у 2V9Z (я так понимаю, это просто лабораторный прибор какой-то). Имея более мощный источник рентгеновских лучей мы можем уловить более слабые рефлексы. И их действительно больше у 5FLK: 107099 против 6389 у 2V9Z. Думаю, справедливо думать, что чем больше у нас рефлексов, тем подробнее будет mesh в pymol-е. Мы так и увидели.

Помимо источника излучения важную роль может играть детектор, но про них нам не особо рассказывали.

Еще значение имеет используемая длина волны: у 5FLK это 0.9795 Å, у 2V9Z только 1.5418 Å. Думаю, что она ограничивает максимально возможное разрешение структуры.

Кажется, что на упомянутую выше "диффузность" плотности еще может влиять температура кристалла во время проведения эксперимента. И здесь преимущество снова на стороне 5FLK: его охлаждали до 100К против 120К у 2V9Z. Большая температура должна соответствовать большей флуктуации атомов в кристалле и, как следствие, менее локализованной плотности.

Задание 3

PDBID: 5R84.

Плотность пропадает в первую очередь с подвижных регионов: в большей степени с петель и в меньшей степени с вторичной структуры. Из-за подвижности атомов их плотность размазывается, и в каждой точке пространства ее становится меньше.

Судить о подвижности атомов можно по их B-фактору. В pymol можно покрасить остов согласно значению B-фактора. Правда, нужно правильно подобрать максимальное значение для покраски, так как могут быть отдельные аномально подвижные, на мой взгляд, атомы. Если в качестве максимального значения взять такой аномально подвижный атом, то видны будут только различия между этим атомом и всем остальным. Поэтому в качестве максимального значения я использовал значение 80 (максимальное по структуре 196.02). На приведенных далее картинках синий цвет остатка значит малую подвижность, белый — среднюю, красный — высокую.

Уровень подрезки 1.

Уровень подрезки 2.

Уровень подрезки 3.

Еще раз то же самое, только нагляднее. Плотности почти совсем не остается в красных высокоподвижных регионах при переходе от уровня подрезки 1 к уровню подрезки 3.

Задание 4

PDBID: 5R84.

На лекции было сказано, что чем больше электронов у атома, тем большую электронную плотность он даст при РСА. Исходя из этого, атомы серы цистеина и метионина должны давать наибольшую плотность среди всех атомов аминокислот. На картинках ниже видно, что так оно и есть. Серу видно даже на уровне подрезки 4.5. На уровне подрезки 1 не все атомы покрыты плотностью, можно связать это с подвижностью атомов. При увеличении уровня подрезки плотности становится меньше, потому что таким образом отсекаются атомы с большой подвижностью в кристалле, а также атомы с меньшим количеством электронов.

Уровень подрезки 1.

Уровень подрезки 2.

Уровень подрезки 3.

Уровень подрезки 4.5.

Кажущимся исключением из сказанного выше на наших картинках является метионин, расположенный справа внизу. Однако, помня задание 3, можно снять это противоречие, если предположить подвижность этого остатка. Да, на сере большая плотность электронов, но если остаток имеет несколько конформаций, то плотность "размазывается" по пространству. Плотность вокруг радикала видна на уровне подрезки 0.

Уровень подрезки 0.