Занятие 4.

Вся работа выполняется для записи 1MNM банка PDB.

1. Определение описанных биополимеров в записи 1MNM.

По полю COMPND узнаем, цепи каких биополимеров находятся в записи и как они обозначены.

Содержащиеся биополимеры:

Цепь ДНК (оператор STE6)                                                            E
Цепь ДНК (комплементарная цепи E)                                                   F
Белок (регулятор транскрипции MCM1,транскрипционный фактор рецептора феромона)      A, B
Белок (репрессор транскрипции MAT ALPHA-2)                                          C, D

2. Изучение водородных связей в цепи D (в пределах ассиметрической еденицы).

Водородной связью будем считать расположение двух полярных (азот или кислород) атомов из разных цепей на расстоянии менее 3,5 A.

а) Цепь D в остовной (cartoon) модели:
цепь D окрашена в зеленый.

б) Обе цепи ДНК в остовной модели:

Можем рассмотреть расположение цепи D по отношению к цепям ДНК:

в) Цепь белка, связанная с цепью D, в остовной модели:
( в данном случае водородными связями связан белок с идентификатором A - окрашен в красный)

Выделение нужного подмножества:

select set1, chain d and symbol n+o
select set2, chain a+b+c and symbol n+o
show lines, byres (set1 and (set2 around 3.5))
show lines, byres (set2 and (set1 around 3.5))

г) В проволочной (lines) модели – все остатки, связанные водородными связями с цепью D, и все остатки цепи D, связанные с другими цепями:

Выделение нужного подмножества:

select set1, chain d and symbol n+o
select set2, chain a+b+c+e+f and symbol n+o
show lines, byres (set1 and (set2 around 3.5))
show lines, byres (set2 and (set1 around 3.5))

Для удобства рассмотрения были введены окраски:
зеленый    - цепь D
красный    - цепь A
синий      - цепь E
желтый     - цепь F
белый      - атомы кислорода
фиолетовый - атомы азота

Цепь D связана с цепью A водородными связями, образованными со стороны цепи D остатками поворота между спиралями и остатками последней спирали с остатками конца цепи А. Со стороны цепи А связи образованы остатками первой спирали и остатками неструктурированной области рядом с N-концом цепи. Так же цепь D связана с ДНК остатками (из большой и малой бороздкам), расположенными в последней альфа-спирали и участке между первой и второй спиралью:

Голубым показаны остатки, образующие водородные связи между цепью F ДНК и цепью D белка.

Голубым и розовым показаны остатки, образующие водородные связи между цепью E ДНК и цепью D белка.

3. Изучение связей цепи D с молекулами, находящимися в соседних симметрических образах асимметрической единицы.

Связь цепи D с ДНК, как содержащейся в той же ассиметрической единице, так и восстанавливаемой по симметрии кристалла:

Соседние симметрические образы асситрической единицы восстанавливаем с помощью команды:

symexp sym, 1MNM, chain d, 3.5
Первыq аргумент команды - с него будут начинаться названия новых объектов, созданных командой.
Второй аргумент команды – имя объекта, для которого строятся образы асимметрической единицы.
Третий – множество атомов, в окрестности которых восстанавливаются соседние образы.
Последний аргумент – порог расстояния, ближе которого атомы считаются соседними.
Восстанавливаются 3 соседних симметрических образа.

Цепь D - зеленым цветом, симметрические образы разными цветами.

Цепь D образует связи с альфа-спиралями ДНК, как содержащимися в той же ассиметрической ячейке, так и в соседнем симметрическом образе (на границе). На изображение получается как бы продолжение цепи ДНК. Однако, эти взаимодействия не являются специфическими - водородная связь образуется между остатками полипептидной цепи и остовом цепи ДНК.

Cвязь цепи D с белками из других образов ассиметрической единицы:

Цепь D - зеленым цветом, цепь А - красным цветом.

Цепь D взаимодействует с цепью A. Слева и справа цепь D окружают остатки цепей A. Слева в образовании связи с цепью A участвует одна водородная связь, справа цепи имеют общий бетта-лист.



(*) Сравните контакты и конформацию цепи D с контактами и конформацией другой цепи того же белка, представленной в структуре. Сделайте предположение о структуре данного комплекса в клетке.
(*) Изучите контакты между разными образами ассиметрической единицы в структуре своего белка. При этом следует обращать внимание не только на водородные связи, но также на гидрофобные взаимодействия (будем считать таковыми атомы углерода или серы на расстоянии менее 5 A) и на водяные мостики.
©Пискунова Юлия 2010