Изображение области связывания цинка с белком Карбоангидразой

Обозначения:   Большой красно–коричневый шарик — атом цинка (лиганд).  Синие шарики — атомы азота, серые — углерода, красные — кислорода.  Большие шарики — атомы, взаимодействующие с атомом цинка.  Подписаны названия аминокислотных остатков, взаимодействующих с атомом цинка (лигандом).  Определение аминокислотных остатков, взаимодействующих с лигандом, было сделано с помощью команд программы RasMol. Были взяты остатки, находящиеся на расстоянии не более 4,5 Å от лиганда.

Проект генно-инженерного эксперимента
 
I. На расстоянии менее 4,5 Å находятся аминокислотные остатки: CYS42, CYS101, ASP44, HIS98, GLY102.
II. Аспарагиновую кислоту можно заменить на Аланин.
III. Аспарагиновую кислоту (ASP44) можно заменить на Глутаминовую кислоту.
IV. Обоснование предлагаемых замен:
Конечно, мы исходим из того, что атом цинка заряжен (Zn+2), заряжены и взаимодействующие с ним амнокислотные
остатки, т.е здесь электростатическое взаимодействие.
   1) Из-за электростатического взаимодействия ASP44 заменяем на аминокислотный остаток, который не может нести
    заряда. Таковым, например, является Аланин. Это приведет к очень сильному ослаблению связи, что также обусловлено
    следующими факторами:
      а) Длина связи между ASP44 и цинком самая маленькая, то есть связь самая сильная.
      б) Если посмотреть на кислород ASP44 с его стороны ( 1i6o_a_zn(3.1).GIF ,  1i6o_a_zn(3.2).GIF ),
       то видно, что за ним (если смотреть уже со стороны цинка) "дырка" в белке => он может "улететь в пространство":
       { 1i6o_a_zn(3.3).GIF ,  1i6o_a_zn(5.1).GIF }. Для сравнения:  1i6o_a_zn(4.1).GIF ,  1i6o_a_zn(4.2).GIF ,  1i6o_a_zn(4.3).GIF .
       В случае замены CYS42, CYS101 или HIS98 такого радикального изменения структуры белка быть не может.
   2) Судя по результатам первого зачетного задания, ( CAN_ECOLI.xls, лист kPa_pH)  мы видим,
     что ASP44 проявляет кислотные свойства сильнее остальных аминокислот. На втором месте Глутаминовая кислота.
     С другой стороны, Глутаминовая кислота содержит на одну -CH2- группу больше Поэтому, если заменить на нее ASP44,
     то, возможно, эта замена не будет сильно влиять на способность связывания цинка с цепью A моего белка - возможно,
     расстояние и кислотная сила будут компенсировать друг друга.