Кристаллографическая симметрия

    Работаем с записью 1MNM банка PDB.
  1. Определим по полю COMPND, цепи каких биополимеров описаны в записи и какими буквами они обозначены. 
                 COMPND    MOL_ID: 1;                                                   
             COMPND   2 MOLECULE: DNA (STE6 OPERATOR DNA);                          
             COMPND   3 CHAIN: E;                                                   
             COMPND   4 ENGINEERED: YES;                                            
             COMPND   5 MOL_ID: 2;                                                  
             COMPND   6 MOLECULE: DNA (STE6 OPERATOR DNA);                          
             COMPND   7 CHAIN: F;                                                   
             COMPND   8 ENGINEERED: YES;                                            
             COMPND   9 MOL_ID: 3;                                                  
             COMPND  10 MOLECULE: PROTEIN (MCM1 TRANSCRIPTIONAL REGULATOR);         
             COMPND  11 CHAIN: A, B;                                                
             COMPND  12 FRAGMENT: RESIDUES 1 - 100;                                 
             COMPND  13 SYNONYM: PHEROMONE RECEPTOR TRANSCRIPTION FACTOR;           
             COMPND  14 ENGINEERED: YES;                                            
             COMPND  15 MOL_ID: 4;                                                  
             COMPND  16 MOLECULE: PROTEIN (MAT ALPHA-2 TRANSCRIPTIONAL REPRESSOR);  
             COMPND  17 CHAIN: C, D;                                                
             COMPND  18 FRAGMENT: RESIDUES 113 - 189;                               
             COMPND  19 SYNONYM: MATING-TYPE PROTEIN ALPHA-2;                       
             COMPND  20 ENGINEERED: YES
    Здесь содержится информация о цепях ДНК: E и F, а также о белке с цепями A и B - регуляторе транскрипции MCM1 (остатки 1-100) и белке с цепями C и D - репрессоре транскрипции MAT ALPHA-2 (остатки 113-189).
  2. Изучим водородные связи цепи D в пределах ассиметрической единицы. Водородной связью будем считать расположение атомов двух полярных (азот или кислород) атомов из разных цепей на расстоянии менее 3,5 A.
    а) цепь D в остовной (ribbon или cartoon) модели:



    б) обе цепи ДНК в остовной модели:

    в) цепь белка (цепь А), связанная с цепью D, в остовной модели:



    г) в проволочной (lines) модели - все (аминокислотные и нуклеотидные) остатки, связанные водородными связями с цепью D, и все остатки цепи D, связанные с другими цепями:

    Шариками показаны атомы цепи D, участвующие в образовании водородных связей с другими цепями, или атомы других цепей, участвующие в образовании водородных связей с атомами цепи D.
    Желтым выделены атомы углерода остатков цепи D, участвующие в образовании водородных связей с другими цепями.
    Голубым выделены атомы углерода других цепей (всех кроме D), участвующие в образовании водородных связей с атомами цепи D.
    Мы также исключили гетероатомы, чтобы исключить водородные связи с молекулами воды.
  3. Изучим связи цепи D с молекулами, находящимися в соседних симметрических образах асимметрической единицы. Для восстановления соседних образов ассиметрической единицы в PyMOL служит команда symexp. Например, чтобы отобразить для объекта 1xyz все образы, находящиеся не далее чем на 5 A от цепи X, можно выполнить команду

    symexp sym, 1xyz, chain x, 5

    Первым аргументом команды служит так называемый "префикс", с него будут начинаться названия новых объектов, созданных командой. Второй аргумент команды - имя объекта, для которого строятся образы асимметрической единицы, а третий - множество атомов, в окрестности которых восстанавливаются соседние образы. Последний аргумент - порог расстояния, ближе которого атомы считаются соседними.

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




    Цепь D белка контактирует с ДНК на границе ассиметрической единицы. На данной картинке мы видим, что присутствую контакты в пределах одной ассиметрической единица, а также в двух разных ассиметрических единицах.

    Связь цепи D с белками из других образов ассиметрической единицы:






    Здесь видно, что цепь D взаимодействует только с цепью A, как внутри своего образа асимметрической единицы, так и между разными образами асимметрической единицы. По бокам видны участки цепей А из других образов ассиметрической единицы, а в центре виден участок цепи А из своего образа ассиметрической единицы.
© Азнаурян 2008 marina-91@list.ru