Занятие 9.
Гомологичное моделирование комплекса белка с лигандом.
Цель работы - ознакомиться с возможностями гомологичного моделирования комплекса белка с лигандом и пакетом Modeller.
Я решила работать с белком лизоцимом из организма человека, используя известную структуру лизоцима форели (1LMP) как образец.
-
Сначала необходимо построить выравнивание последовательностей белка 1lmp и LYSC_HUMAN с помощью программы ClustalW. Последовательность белка LYSC_HUMAN: lysc_human.fasta.
Выравнивание: aligned.pir.
-
Теперь модифицируем файл выравнивания. Сначала переименуем последовательности на ">P1;1lmp" и ">P1;seq".
Затем после имени последовательности моделируемого белка добавим строчку:
sequence:ХХХХХ::::::: 0.00: 0.00
Эта строчка описывает входные параметры последовательности для modeller. После имени последовательности белка-образца добавим строчку:structureX:1lmp_now.ent:1 :A: 130 :A:undefined:undefined:-1.00:-1.00
Эта строчка описывает, какой файл содержит структуру белка с этой последовательностью (1lmp_now.ent), номера первой и последней аминокислот в структуре, идентификатор цепи и т.д. В конце каждой последовательности добавим символы:/.
Этот символ означает конец цепи белка. Точка указывает на то, что имеется один лиганд. При этом оставляем строчку со звездочкой (*).
-
Модифицируем файл со структурой.
Для этого удалим всю воду из структуры, всем атомам лиганда присвоим один и тот же номер "остатка" (130), одно и то же имя остатка (NAG), модифицируем имена атомов каждого остатка, добавив в конец буквы A, B и C (чтобы у каждого атома было разное имя).
То есть в результате этого атомы остатка 130 имеют индекс A, атомы остатка 131 - B, остатка 132 - C.
Модифицированный файл: 1lmp_now.ent.
-
Теперь создадим управляющий скрипт lysc_human.py.
В скрипте указано:
-
что нужно использовать стандартные валентные углы в полипептидной цепи (строчка 4);
что дополнительно нужно сохранять взаимное расположение определенных пар атомов (3.5 ангстрема) - в данном случае трех атомов белка, образующих водородные связи с тремя атомами лиганда - строчки 5-7 с ID пар атомов;
параметры взаимного расположения атомов пары описаны в строчке 9-10.
3 точки могут однозначно расположить сложную структуру в пространстве, поэтому мы выбираем водородные связи как источник данных точек. - что ковалентные связи в гетероатомах нужно вычислять по расстояниям между атомами, строчка 12;
- имя файла с выравниванием и имена последовательностей образца и моделируемого белка, строчка 13 (а имя файла со структурой содержится в выравнивании);
- число и номера моделей, которые нужно построить (в данном примере 5 моделей), строки 14-15;
- что пора строить модель строчка 16.
-
что нужно использовать стандартные валентные углы в полипептидной цепи (строчка 4);
-
Запустим исполнение скрипта:
mod9v7 lysc_human.py &
-
Были получены структуры 5 моделей: model1.pdb, model2.pdb, model3.pdb, model4.pdb и model5.pdb.
Изображение моделей, наложенных друг на друга:
Можно заметить, что структуры моделей практически не отличаются друг от друга. Так как в структуре белка-образца не было соответствующих аминокислотных остатков, то возник длинный хвост (N-конец всех моделей).
-
Проверим качество моделей и выберем лучшую. Для этого будем использовать сервис WHATIF
Оценим длины связей моделей (anomalous bond lengths).
z-score
1 модель: 0.951
2 модель: 0.948
3 модель: 0.955
4 модель: 0.948
5 модель: 0.947По этому показателю лучшей моделью является модель под номером 5. Хотя можно отметить, что z-score для всех моделей достаточно похожи.
Оценим валентные угла моделей (anomalous bond angles).
z-score
1 модель: 1.318 (29 углов с z-score больше 4)
2 модель: 1.274 (26 углов с z-score больше 4)
3 модель: 1.275 (26 углов с z-score больше 4)
4 модель: 1.291 (29 углов с z-score больше 4)
5 модель: 1.209 (18 углов с z-score больше 4)По этому показателю лучшей моделью является модель под номером 5.
Таким образом, лучший результат показала модель под номером 5.
<<Обратно на шестой семестр
<<Обратно на главную страницу©Лелекова Мария,2011