Практикум 2.Кристалл
Описание взаимодействий с белками из соседних ячеек
Для выполнения задания была взята структура белка сукцинатдегидрогеназы
из Sus scrofa (PDB ID: 1zoy). Кристаллографические характеристики из записи PDB:
CRYST1 70.238 83.557 293.896 90.00 90.00 90.00 P 21 21 21 4
Первые три числовых значения обозначают длины направляющих векторов ячейки.
a = 70.238 b = 83.557 c = 293.896. Далее следует обозначение
углов между этими некомпланарными векторами: 90.0, 90.0, 90.0.
Следующие поля указывают кристаллогрфаическую группу - P 21 21 21.
Число молекул в ячейке - 4.
Стоит отметить, что это трансмембранный белок, что составляет трудности в его кристаллизации.
Была воостановлена структура кристалла с помощью команды symexp.
Голубым изображена структура белка и на рис.2 показана ячейка, розовым цветом показаны цитозольные субъединицы (А и В)
соседних белков,желтым - трансмембранные субъединицы.
Рис.1 Изображение кристалла.
Рис.2 Изображение кристалла и ячейки.
Замечание: наглядно видно, что укладка белка коррелирует с расположением трансмембранных и цитозольных субъединиц.
Кристаллизация белка происходит с участком мембраны (для сукцинатдегидрогеназы это внутренняя мембрана митохондрий),
тем самым в кристалле наблюдается несколько слоев мембраны (слоями лежат трансмембранные участки).
Далее были более детально изучены контакты "нашего" белка с соседними.
Ниже на рисунках 3(а,б) зеленым показан "наш" белок, расцветка соседних белков: субъединицы А и В - розовым, С и D - голубым.
Желтыми шариками показаны атомы на расстоянии 3,5 ангстрем от белка.
Рис.3(а). Изображение контактов белка с соседними.
Рис.3(б). Изображение контактов белка с соседними при повороте на 90 градусов в области трансмембранного участка.
Видно, что суммарно есть 6 зон контактов, которые на первый взгляд образуют 3 группы по 2 контакта (1 - контакты трансмембранных участков,
2 - контакты цитозольных участков по середине нашего белка, 3 - контакты цитозольных участков внизу белка)
Рис.4. Зона контактов 1.Участок 1.
Рис.5. Зона контактов 1. Участок 1 (вблизи)
Показано расстояние между Tyr118 цепи D (наш белок) и Gln124 цепи С (соседний белок).
Такой контакт в общем-то показывает, что наш белок не образует какой либо природно-значимой связи
для формирования димера.
Рис.6. Зона контактов 1. Участок 2 (вблизи)
Как видно контакт идентичен по набору и расположению остатков с участком 1 (Рис.5), но перевернут на 180 градусов.
Далее будут показаны только по 1 участку из 2 и 3 зон контактов, так как участки идентичны.
Рис.7. Зона контактов 2.
На Рис.7 показаны взаимодействия между Ala613 цепи A соседнего белка и Asn186 цепи А нашего белка, Asp611 цепи А (cоседнего белка)
и Arg381, Arg78 цепи А (соседнего белка) и Arg381.
Рис.8. Зона контактов 3.
В данной зоне наблюдается образование водяного мостика между His506 цепи А (соседнего белка) и Glu122 цепи А (нашего белка)
Объяснение странного расположения белковых цепей в структуре ДНК-белкового комплекса c PDB ID 3HDD
При изображении ДНК-белкого комплекса было обнаружено странное расположение белка (Рис.9):
часть белка слева, точнее его альфа спирали сильно выходит за пределы ДНК, в то время как для белка справа все в порядке.
Рис.9. Странное расположение белка относитьно цепи ДНК.
Однако, если восстановить структуру кристалла, то мы видим, что спираль ДНК в кристалле не обрывается и на самом деле
и альфа спирали обоих белков погружены в бороздки ДНК.А такое странное расположение обусловлено выбором ассиметрической ячейки.
Рис.10. Восстановленная структура кристалла.