Учебная страница курса биоинформатики,
год поступления 2017

Семестры Студенты Преподаватели

• 2023
• 2022
• 2021
• 2020
• 2019
• 2018
• 2016
• 2015

• ...

Поверхности, карманы, pKa

Задание 1. SASA, MSA

1 балла

Вам дана пара PDB, один соответствует открытой форме белка, второй закрытой. Откройте их в PDB, изучите визуально, определите, какие участки отличаются между молекулами. Сделайте изображение.

• Скачивание сразу Biological Assembly облегчит вам жизнь. Откройте их в PyMol и сохраните на будущее в формате pdb.

• Для наложения структур используйте super pdb2, pdb1

Вычислите для обеих форм площадь молекулярной поверхности и площадь поверхности, доступной растворителю. Сравните 4 числа между собой, объясните наблюдаемые значения.

Площадь вычисляется командой get_area <selection> Переключение с MS к SAS: команда set dot_solvent, 0 (MS), set dot_solvent, 1 (SAS).

Задание 2. Карманы, объем

1.5 балла

Работайте с той же парой PDB. Визуально определите положение основного кармана связывания (подсказка – переход между формами должен явным образом на него влиять).

Воспользуйтесь веб-сервером fpocket, чтобы предсказать положение и параметры карманов на поверхности молекул. Подавайте на вход PDB, соответствующие биологической сборке. Определите, какой карман из выдачи соответствует визуально определяемому для обеих форм белка. Получите информацию об объеме кармана в обеих формах, приведите ее в отчете (речь идет именно о реальном кармане, т.е. если вам кажется, что fpocket в этом месте дробит его на несколько, то рассматривайте их все и считайте сумму объемов). Как меняется это значение? Что это может значить для процесса связывания лиганда/процессирования субстрата?

Задание 3. Экспонированность

1.5 балла

Работайте с той же парой PDB (тоже с биологическими сборками).

На кодомо установлена программа mkdssp (CLI). Используйте ее, чтобы сгенерировать выдачу для обоих ваших pdb файлов. Главное назначение программы – генерировать предсказание разметки вторичной структуры, однако, программа также вычисляет и экспонированность. Вы можете найти соответствующую колонку в выдаче и работать с ней, как вам хочется. Также вы можете воспользоваться парсером DSSP файлов в ProDy:

import prody as pd
P = pd.parsePDB('/path/to/my/pdbfile.pdb')
P = pd.parseDSSP('/path/to/my/dssp_output', P) # дописывание данных из DSSP в объект с белком

sol_acc = P.getData('dssp_acc') # массив длиной в число атомов, каждому атому соответствует экспонированность остатка, к которому этот атом принадлежит

Вам нужно получить сопоставление "номер остатка: экспонированность" для каждого остатка в обеих формах. Убедитесь, что нумерация остатков совпадает. Остатки, которых нет в PDB одной из двух форм, не рассматривайте. Какой остаток больше всего изменил свою экспонированность при "закрытии" белка? С чем это связано? Постройте изображения этого остатка, его окружения и его взаимодействий в обеих формах.

NB1: DSSP вычисляет экспонированность как SASA(остатка)/10 (в версии 1) или просто SASA(остатка) (в версии 3, на кодомо эта версия). В лекции звучало другое определение: SASA(остатка)/SASA(остатка в Gly-X-Gly). Вы можете найти референсные значения в литературе и сделать пересчет, если посчитаете нужным. NB2: Подумайте над тем, как сравнивать экспонированность при использовании абсолютной экспонированности (первая формула) и относительной (вторая). Стоит ли вычислять разность или отношение?