Атлас контактов гидроксиламиноксидоредуктазы Nitrosomonas Europea

Гидроксиламиноксидоредуктаза - бактериальный фермент, катализирующий превращение гидроксиламина (NH2OH) в нитрит-ион (NO2-). Этот процесс, протекающий в ходе нитрификации, является для бактерии источником энергии. Нитрификация - процесс окисления бактериями NH3 до NO2- и NO3-, играет ключевую роль для поглощения азота большинством растений и грибов, которые поглощают азот в виде нитратов.

Описание лигандов

Ион калия

Название: potassium(1+)

Химическая формула: K+

Брутто-формула: K+

Молярная масса:39,0983 г/моль

PubChem id: 813

Фосфат-ион

Название: phosphate

Химическая формула: PO4(3-)

Брутто-формула: PO4(3-)

Молярная масса:94,97 г/моль

PubChem id: 1061

Гем С и гем P460

С описанием гемов возникли проблемы, т.к. данные NCBI и PDB протеворечат друг другу. Из статьи "The 2.8 A structure of hydroxylamine oxidoreductase from a nitrifying chemoautotrophic bacterium, Nitrosomonas europaea" следует, что белок содержит 21 гем C и три специфических гема Р460. В PDB указаны другие лиганды, но PDB противоречит сам себе, т.к. под именем гема C там скрывается другая структура. По этим причинам мы решили игнорировать структуру PDB и описывать лиганды вопреки ей. Молекула белка представляет из себя тример, каждый мономер состоит из двух цепей. Каждый мономер содержит семь гемов P460 и один гем C, который связан с остатком Tyr соседней субъединицы. То есть все мономеры оказываются связанными через гемы. В отличие от гема C, гем P460 содержит пятикоординированное железо, т.е. может связывать гидраксиламин, и играет ключевую роль в каталитическом цикле белка.

Название: hem C

SMILES: CC1=C(C2=CC3=NC(=CC4=C(C(=C([N-]4)C=C5C(=C(C(=N5)C=C1[N-]2)C)C(C)S)C)C(C)S)C(=C3CCC(=O)O)C)CCC(=O)O.[Fe+2]

Брутто-формула: C34H36O4N4S2Fe

Молярная масса:684,651 г/моль

PubChem id: 444125

Описание связи между мономерами белка

Все контакты между двумя мономерами белка были выделены при помощи команды "contact {:E} {:A} or {:B}". Большинство контактов представлены солевыми мостиками, реже гидрофобными и водородными связями. С помощью скрипта можно посмотреть солевой мостик между аргинином и глутаминовой к-той, водородные связи между серином и лизином, а также гидрофобное взаимодействие между фенилаланином и тирозином.

Скачать скрипт межбелковых контактов

Описание взаимодействий с лигандами

Гем C находится внутри субъединицы и содержит шестикоординированное железо. Гем P460 связан остатком тирозина с одной цепью, а остатками цистеина с другой. То есть две субъединицы связаны ковалентными связями. Железо в нём пятикоординированное, что обсепечивает его участие в каталитическом цикле.

Скачать скрипт контактов между белком и лигандами

Описание гидрофобного ядра

Остаток [Tyr]298:E практически полностью окружён атомами, находящимися от него на расстоянии не более 11А. При помощи инструмента программы JMOL были проведены измерения расстояний между соседними ковалентно несвязанными атомами, находящимися от остатка [Tyr]298:E на расстоянии не более 11А. Рассчитываем среднее расстояние между ковалентно не связанными атомами = 1.175 А, т.е. молекула воды там не поместится.

Скачать скрипт гидрофоного ядра