Пространственное выравнивание и совмещение

11. Пространственное выравнивание и совмещение

1. Построение совмещений в PyMOL

Необходимо построить три совмещения цепи А записи 1HY0 и цепи А записи 1I0A (по каждому из доменов CATH). Для этого скачаем с сайта PDB записи 1HY0.pdb и 1I0A.pdb, а также при помощи сервера pDomains посмотрим, как цепи А этих записей разделяются на домены методом CATH:

1HYO, chain A:
1HY0A1	27-123, 195-234
1HY0A2	124-194, 235-364, 437-463
1HY0A3	365-436

1I0A, chain A:
1I0AA1	27-123 , 195-234
1I0AA2	124-194 , 235-364 , 437-463
1I0AA3	365-436

Далее построим совмещения по каждому из доменов при помощи команды в PyMOL:

align <домен1>,<домен2>

На всех изображениях совмещений красным показан участок структуры 1HY0, зелёным - 1I0A.
Совмещение первых доменов: RMSD = 0,371

Видно, что домены хорошо совпадают, за исключением участка 71-88.

Совмещение вторых доменов: RMSD = 0,409

Здесь домены также совпадают практически полностью. Из общей картины выбивается только "петля" между остатками 277-290.

Совмещение третьих доменов: RMSD = 0,527

В этом случае домены совместились практически идеально.

2. Построение структурного выравнивания

При помощи программы PDBeFOLD (она же SSM) построим структурное выравнивание цепи A из 1AKH и цепи A из 1W0T. Затем по данному выравниванию с помощью сервиса Geometrical core найдём геометрическое ядро с порогом 2Å. Для этого необходимо изменить названия последовательностей. В результате получаем таблицу аминокислотных остатков, образующих геометрическое ядро:

Pos.	1AKH_A	1W0T_A
11	ALA83	LYS389
12	PHE84	ASN390
13	LEU85	LEU391
15	GLU87	SER393
28	LYS100	TRP403
29	GLU101	SER404
30	GLU102	LYS405
31	VAL103	ILE406
41	THR110	THR416
42	PRO111	SER417
43	LEU112	VAL418
44	GLN113	MET419
45	VAL114	LEU420
46	ARG115	LYS421
47	VAL116	ASP422
48	TRP117	ARG423
49	PHE118	TRP424
50	ILE119	ARG425
51	ASN120	THR426
52	LYS121	MET427
53	ARG122	LYS428
54	MET123	LYS429
55	ARG124	LEU430

По СА-атомам, входящим в геометрическое ядро, совместим структуры в PyMOL командой pair_fit:

pair_fit 1AKH and (resi 83-85,87,100-103,110-124) and chain a and name ca,
         1W0T and (resi 389-391,393,403-406,416-430) and chain a and name ca

RMSD = 0,865
В результате получено следующее изображение геометрического ядра (здесь и далее структура 1AKH выделена зелёным, 1W0T - сиреневым):

Полные цепи, совмещённые по геометрическому ядру:

Совмещение довольно неплохое, о чём свидетельствует и значение RMSD.

Теперь совместим полные цепи командой align:

align 1AKH & chain a & name ca,1W0T & chain a & name ca

RMSD = 3,231
Видно, что цепи совместились совершенно неправильно:

Можно совместить цепи не только по СА-атомам:

align 1AKH & chain a,1W0T & chain a

RMSD = 1,340

В этом случае значение RMSD ниже, чем в предыдущем, да и цепи совместились качественнее. Но совмещёнными остались только те же небольшие участки цепей, что и при совмещении по СА-атомам.

Теперь рассмотрим, как работает команда super:

align 1AKH & chain a,1W0T & chain a

RMSD = 2,186

Значение RMSD для такого совмещения не особенно хорошее, но из рисунка видно, что цепи совместились куда лучше, чем в случае команды align.

Назад