Практикум 1.Электронная плотность


Для работы была выбрана структура белка PDB ID: 1ZOY Это структура сукцинатдегидрогеназы (II комплекс), выделенная из ткани сердца свиньи. Это гетеротетрамерный интегрированный в мембрану белковый комплекс, участвующий как в процессе окислительного фосфорилирования,осуществляя перенос электронов по дыхательной цепи , так и в реакции цикла трикарбоновых кислот (цикла Кребса) , катализируя окисление сукцината до фумарата [1,2]. Разрешение структуры - 2.4 ангстрема.


Изображение поверхности электронной плотности вокруг остова белка с различными уровнями подрезки.
(Все изображения можно увеличить)
Z=1 Z=1,5 Z=2 Z=2,5 Z=3
backbone Z=1.0 backbone Z=1.5 backbone Z=2 backbone Z=2.5 backbone Z=3



Как видно из изображений с разными значениями Z, можно отметить что при значении Z = 1-2,5, остов полипептидной цепи располагается в центре сгущения электронной плотности. Также стоит отметить, что при больших значениях Z некторые аминокислоты, располагающиеся по краям белка, уже не находятся в области электронной плотности. Это может быть вызвано их большей подвижностью.
Для изображения электронной плотности трех аминокислотных остатков были выбраны четыре аминокислоты: Trp174, Asn174, Gly175, Arg214 цепи B.
Три аминокислоты представлены вместе, Arg для удобства отображения изображен отдельно.
Z=1 Z=1,5 Z=2 Z=2,5 Z=3
backbone Z=1.0 backbone Z=1.5 backbone Z=2 backbone Z=2.5 backbone Z=3



Z=1 Z=1,5 Z=2 Z=2,5 Z=3
backbone Z=1.0 backbone Z=1.5 backbone Z=2 backbone Z=2.5 backbone Z=3

Заключение:

По изображениям электронной плотности аминокислот на разных уровнях подрезки, заметно видно, что с увеличением уровня подрезки, пропадает электронная плотность у атомов CB Trp, Asn, Arg затем у остальных углеродов этих аминокислот. При этом электронная плотность дольше сохраняется в области ароматического кольца Trp, что объясняется наличием электронного облака в кольце. Также электронная плотность сохраняется при больших значениях подрезки у атома азота боковой группы Trp и Asn, и атомов углерода, расположенных между кислородом и азотом у Asn, между азотами боковой группы Arg. Это обусловлено наличием валентных электронов у атомов азота, которые образуют облако электронной плотности.

Исходя из общего анализа представленных изображений на различных уровнях подрезки, можно заключить, что качество полученной структуры достаточно хорошее.

Источники:
1. Tracey T.J. et al. Neuronal Lipid Metabolism: Multiple Pathways Driving Functional Outcomes in Health and Disease // Front. Mol. Neurosci. 2018. Vol. 11. P. 10.
2. Briere J.-J. et al. Succinate dehydrogenase deficiency in human // Cell. Mol. Life Sci. 2005. Vol. 62, № 19-20. P. 2317–2324.