Гомологичное моделирование комплекса белка с лигандом

1. Построим выравнивание последовательности из структуры ID: 1lmp и белка LYS_MERLU с помощью программы ClustalX и сохранили полученное выравнивание в формате PIR.

2. Модифицируем файл выравнивания так, чтобы:

  • название последовательностей имело вид : >P1;seq и P1;1lmp;
  • после имени последовательности моделируемого белка должна быть строчка sequence:ХХХХХ::::::: 0.00: 0.00, описывающая выходные параметры последовательности для MODELLER;
  • после имени последовательности 1lmp должна быт строчка structureX:1lmp_now.ent:1 :A: 132 :A:undefined:undefined:-1.00:-1.00, содержащую информацию о структуре белка с такой последовательностью, номера перой и последней аминокислот в структуре, а также идентификатор цепи и другая информация;
  • каждая последовательность должна оканчиваться на /., где количество точек соответствует количеству лигандов.

Получили измененный файл выранивания

3. Модифицируем файл со структурой так,чтобы:

  • не было молекул воды;
  • все атомы лиганда должны иметь один и тот же номер "остатка"
  • именя атомов каждого остатка оканчиваются на A с номером 130, B - 131 и т.д.
  • все номера остатков имеют номер 130.

Получили такой файл.

4-5. Создали управляющий скрипт lys_merlo.py на основе водородных связей между образцовой структры и лигандом (Практикум номер 2) и запустили его.

6. Результатом являются файлы с полученными структурами, откроем и сравним их в Pymol.

In [1]: 
from IPython.display import Image, display
In [2]: 
lin=Image(filename="lin_h.png")
cart=Image(filename="cart_h.png")
display(lin,cart)

Как видно на картинках, сами модели схожи между собой, однако существует достаточно вариабельная петля. Если наложить структуру образца 1lmp на одну из моделей (например на первую), то видно, что действительно невыровненный N-концевой участок не накладывается на предсказанную модель.

In [3]: 
Image(filename="mer_h.png")
Out[3]:

7. Проверим качество моделей с помощью инструментов представленных на WHATIF. Ниже представлена сравнительная таблица:

Модель 1 2 3 4 5
RMS Z-score for bond lengths 0.961 0.974 0.981 0.957 0.964
RMS-deviation in bond distances 0.019 0.019 0.019 0.019 0.019
Ramachandran Z-score -1.885 -1.852 -2.276 -2.165 -1.879
Anomalous bond angles 17 22 17 23 17
RMS Z-score for bond angles 1.300 1.308 1.332 1.379 1.303
RMS-deviation in bond angles 2.407 2.413 2.473 2.591 2.429

Суммарно худшей моделью можно назвать 4, а также можно сказать, что случаи аномальных валетных углов у всех моделей почти одни и те же, что указывает на их неидеальность.

Файлы: