Взаимодействия. Субстратная специфичность.

Задание 1. PoseView.

В данном задании была использована структура протеазы Sars-Cov-2 с лигандом из первого практикума (PDB ID 5R82).

Для уточнения реальности выбранных ранее связей использовалась программа PlexView с сайта Proteins.Plus,
с помощью которой была сгенерирована 2Д диаграмма взаимодействий (рисунок 1).

Рисунок 1. 2D диаграмма взаимодействий протеазы SARS-CoV-2 с лигандом RZS (MET-49).

Рисунок 2. Взаимодействие протеазы SARS-CoV-2 (PDB ID 5R82) с лигандом RZS (светло-желтого цвета).

В первом практикуме были рассмотрены две связи: водородная связь с GLN-189 и стэкинг-взаимодействие с HIS-41 (рисунок 2).
Программа PlexView же выделила только взаимодействие с GLN-189.

На мой взгляд, стэкинг-взаимодействие не показано на 2D диаграмме, так как лиганд и HIS-41 находятся под большим углом друг к другу.
Однако я считаю, что данное взаимодействие возможно, ибо структура получена методом РСА, а это значит,
что белок находится в кристаллографической ячейке, где условия отличны от условий в живой клетке.

Задание 2. PyMol mutagenesis.

В данном задании нам были даны два PDB файла с комплексами антитела и пептидного антигена.
Одна позиция антигена была заменена на глицин и нужно было найти исходную АК.

Первая структура.

Номер файла: 0010. Измененная АК: GLY-105, chain C (рисунок 3).

Рисунок 3. Измененная АК GLY-105 и ее окружение в диапазоне 6 ангстрем.

Для поиска исходной АК были рассмотрены все возможные аминокислоты и их ротамеры.
Однако, при рассмотрении общей структуры белка было замечено, что в области GLY-105
существует довольно большой "карман". Поэтому подробно рассматривались большие АК.

После просмотра всех ротамеров были выбраны следующие варианты: ARG, ASN, ASP, GLN, HIS, LYS и TYR.
Далее по сравнению strain (чем меньше - там лучше), процента представленности в PDB (чем больше - тем лучше)
и их совокупности были отобраны ARG, GLN и LYS (рисунки 4-6).

Рисунок 4. Взаимодействия возможного варианта исходной АК
на позиции 105 (ARG-105, желтая окраска).

Рисунок 5. Взаимодействия возможного варианта исходной АК
на позиции 105 (GLN-105, желтая окраска).

Рисунок 6. Взаимодействия возможного варианта исходной АК
на позиции 105 (LYS-105, желтая окраска).

По взаимодействиям наиболее оптимальными вариантами я посчитала ARG-105 и LYS-105.
Затем данные АК были рассмотрены в самом "кармане" (рисунки 7-9).

Рисунок 7. Возможный варианта исходной АК на позиции 105
в белковом кармане (ARG-105, желтая окраска).

Рисунок 8. Возможный варианта исходной АК на позиции 105
в белковом кармане (GLN-105, желтая окраска).

Рисунок 9. Возможный варианта исходной АК на позиции 105
в белковом кармане (LYS-105, желтая окраска).

По вхождению в белковый карман все АК довольно хороши, однако,
на мой взгляд, ARG-105 наиболее правильно туда вписывается.

Исходя из всего вышеописанного было решено, что исходной аминокислотой является ARG-105.

Сессия в PyMOL.

Вторая структура.

Номер файла: 0053. Измененная АК: GLY-4, chain R (рисунок 3).

Рисунок 10. Измененная АК GLY-4 и ее окружение в диапазоне 6 ангстрем.

В данном случае также присутствовал белковый карман, однако он был небольшой.
Поэтому большие АК рассматривались поверхностно.

После анализа всех ротамеров (визуально, по strain и проценту представленности в PDB)
были выбраны четыре оптимальные АК: ASN, GLN, GLU, LYS.

Рисунок 11. Взаимодействия возможного варианта исходной АК на позиции 4 (ASN-4, желтая окраска).	Рисунок 12. Взаимодействия возможного варианта исходной АК на позиции 4 (GLN-4, желтая окраска).
Рисунок 13. Взаимодействия возможного варианта исходной АК на позиции 4 (GLU-4, желтая окраска).	Рисунок 13. Взаимодействия возможного варианта исходной АК на позиции 4 (LYS-4, желтая окраска).

По рисункам 11-13 было замечено, что оптимальными являются GLN-4 и GLU-4.
Поэтому данные АК были рассмотрены в белковом кармане (рисунки 14-15).

Рисунок 14. Возможный варианта исходной АК на позиции 4 в белковом кармане (GLN-4, желтая окраска).

Рисунок 15. Возможный варианта исходной АК на позиции 4 в белковом кармане (GLU-4, желтая окраска).

В целом, обе АК неплохо вписываются в карман. Но по совокупности тестов
(визуально, strain, процент представленности в PDB, количество и качество связей,
расположение в кармане) исходной аминокислотой был выбран GLN-4.

Сессия в PyMOL.

Вернуться на главную страницу