Восстановление кристалла из PDB файла

1. Взаимодействия с белками из соседних ячеек

В pdb-файле, в поле CRYST1, были найдены параметры криталлографической ячейки:

CRYST1 61.682 61.682 110.461 90.00 90.00 90.00 P 41 21 2 8

Здесь первые 3 числа (61.682 61.682 110.461) представляют собой длины направляющих векторов элементарной ячейки (в Å), три следующих (90.00 90.00 90.00) - углы между ними (в градусах). Тип симметрии кристалла: P 41 21 2, согласно символике Германа-Могена. Последняя цифра (8) - число молекул в элементарной ячейке.

Командой

symexp sym_10, 4quw, (4quw), 20

было получено изображение  соседних асимметрических единиц в пределах 20 Å (рис. 1). Оказалось, что в одной ячейке лежит 11 молекул, только одна из которых (основная) – целиком.

Рис. 1. Структура кристалла; белым выделена основная молекула; изображены границы элементарной ячейки

Белок представляет собой мономер, поэтому любые контакты в кристалле не отражают природные взаимодействия белков при ди- или олигомеризации и, вероятно, являются артефактами.

Далее были рассмотрены зоны контакта для одной ассиметрической единицы. Контактирующими считались атомы, находящиеся на расстоянии 3.5 Å (порог для длины водородных связей) и меньше. С помощью команд

select <name>, 4quw within 3.5 of <selected>

были выделены атомы исходной молекулы (4quw), взаимодействующие с каждой из 10 соседних молекул белков в кристалле (<selected>), находящиеся на расстоянии не более 3.5 Å, где <name> - заданное название группы атомов. На рисунке 2 показан белок в разных ракурсах и атомы, взаимодействующие с разными молекулами, указаны разными цветами. Всего - 10 зон контактов.

Рис. 2. Контакты между молекулами, находящимися в одной элементарной ячейке

2. Странное расположение белковых цепей в структуре ДНК-белкового комплекса 3hdd

В данной структуре странность заключается в том, что одна из белковых цепей располагается с краю ДНК (рис. 3).

Рис. 3. Структура ДНК-белкового комплекса 3hdd

Эта «странность» пропадает при восстановлении соседней ячейки (рис. 4): белковая цепь связывается с ДНК (попадает в бороздку) из соседней ячейки.

Рис. 4. Комплекс 3hdd с восстановленными соседними ячейками

3. Примеры PDB файлов, асимметрическая единицы которых не совпадает с биологической единицей

Ниже приведены 2 примера pdb-записей, где в 1 биологическую единицу входит 2 (PDB ID 6A9B) и 4 (PDB ID 5Z29) асимметрических единиц, соответственно. Это характерно для белков-гомополимеров.