LEVSHIN VADIM

ОБЩИЙ ВИД СТРУКТУРЫ

Для анализа была использована кристаллографическая структура белка UDP-N-acetylmuramoyl-L-alanyl-D-glutamate–2,6-diaminopimelate ligase (MurE) из Mycobacterium tuberculosis, депонированная в базе Protein Data Bank под идентификатором 2WTZ.

Для визуализации структуры использовалась программа PyMOL, которая широко применяется для анализа и подготовки иллюстраций макромолекулярных структур. Она позволяет отображать различные представления структуры, например cartoon или stick, а также выполнять высококачественный рендер изображений с помощью команд ray или draw.

Общий вид структуры белка был показан в представлении cartoon, которое удобно для отображения хода полипептидной цепи и элементов вторичной структуры.

Рисунок 1. Общий вид структуры белка 2WTZ. Полипептидные цепи A, B, C и D показаны в представлении cartoon и окрашены в разные цвета.

КОЛИЧЕСТВО ЦЕПЕЙ

В асимметрической единице структуры присутствуют четыре белковые цепи: A, B, C и D.

Для наглядности каждая цепь была окрашена в отдельный цвет.

БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЕДИНИЦА

Согласно описанию биологической сборки структуры, биологическая единица белка является мономером, то есть состоит из одной белковой цепи.

Следовательно, биологическая единица отличается от асимметрической единицы, поскольку в кристалле присутствуют несколько копий белка.

Для иллюстрации биологической единицы была показана отдельная цепь A.

Рисунок 2. Биологическая единица структуры 2WTZ (одна белковая цепь).

ВТОРИЧНАЯ СТРУКТУРА

Для анализа вторичной структуры белок был окрашен по типу вторичной структуры (опция color by ss в PyMOL).

В результате видно, что в структуре белка присутствуют:

• α-спирали;
• β-тяжи;
• петли и неупорядоченные участки.

При визуальном анализе структуры видно, что α-спирали представлены значительно более широко, чем β-тяжи. Таким образом, спиральные элементы вторичной структуры преобладают в данной структуре белка.

Рисунок 3. Окраска белка 2WTZ по типу вторичной структуры.

МАЛЫЕ МОЛЕКУЛЫ В СТРУКТУРЕ

В записи PDB 2WTZ присутствуют несколько типов малых молекул:

• UAG — производное уридин-дифосфата (лиганд);
• MG — ион магния;
• KCX — карбоксилированный остаток лизина (модифицированный аминокислотный остаток).

Для анализа лигандного окружения была выбрана молекула UAG, так как она является основным лигандом в активном центре фермента.

БЕЛКОВОЕ ОКРУЖЕНИЕ ЛИГАНДА

Для исследования взаимодействий лиганда с белком были выделены аминокислотные остатки белка, находящиеся на расстоянии до 5 Å от молекулы UAG.

К таким остаткам относятся:

Эти остатки формируют окружение активного центра, в котором расположен лиганд UAG.

Для наглядности лиганд был показан в представлении sticks, а окружающие аминокислотные остатки также отображены в виде sticks и подписаны.

Рисунок 4. Молекула лиганда UAG и аминокислотные остатки белка, расположенные на расстоянии до 5 Å.

ВЫВОД

В ходе работы была исследована структура белка MurE (PDB ID: 2WTZ). Было показано, что асимметрическая единица содержит четыре белковые цепи, однако биологическая единица является мономером.

Анализ вторичной структуры показал преобладание α-спиралей. Также были выявлены малые молекулы, присутствующие в структуре, и проанализировано белковое окружение лиганда UAG в активном центре фермента.