2. Программы DSSP и HBplus

1. Изучение вторичной структуры белка 1DUV

PDB-файл 1DUV.pdb содержит информацию о трёх полипептидных цепях (G, H, I). Для определения вторичной структуры он был подан на вход программе DSSP:
 dsspcmbi 1DUV.pdb 1duv.dssp
Результат: 1duv.dssp.
Для каждой цепи DSSP нашёл 13 альфа-спиральных участков (блоки идущих подряд букв Н) и 9 бета-тяжей (блоки букв Е).
Сравним результаты работы DSSP с данными из PDB-файла на примере цепи G:

α-спиралиβ-тяжи
DSSPPDBDSSPPDB
-10 - 1446 - 5146 - 51
16 - 3415 - 3572 - 7672 - 76
57 - 6856 - 69102 - 106102 - 106
89 - 9688 - 97124 - 126124 - 126
110 - 120109 - 121157 - 161157 - 161
134 - 147133 - 148182- 186182 - 186
-152 - 155211 - 215211 - 215
167 - 179166 - 180227 - 230227 - 230
-188 - 192269 - 272269 - 272
195 - 207194 - 208
218 - 222217 - 223
242 - 250241 - 251
-252 - 254
257 - 261256 - 262
283 - 291282 - 292
302 - 305301 - 306
312 - 331311 - 332

Как видно из таблицы, границы бета-тяжей, определённые DSSP, совпали с данными авторов PDB-файла.
Все предсказанные DSSP альфа-спиральные участки тоже совпали с указанными в PDB (совпадение не совсем точное, т.к. DSSP не включает в состав альфа-спирали граничные остатки). Участки 10-14, 152-155, 188-192 и 252-254, описанные в PDB как альфа-спирали, DSSP предсказал как 3/10-спирали.

2. Анализ торсионных углов φ по результатам работы DSSP

Остатки, имеющие положительное значение угла φ:

Цепь G Цепь Н Цепь I
гистидин 557,8 гистидин 560,3 гистидин 559,4
глицин 3668,7 глицин 3673,6 глицин 3676,9
глицин 4487,3 глицин 4484,1 глицин 4484,4
глицин 7083,5 глицин 7083,2 глицин 7079,9
глицин 8475,0 глицин 8482,6 глицин 8496,0
серин 12172,2 серин 12169,6 серин 12170,4
глицин 15054,9 глицин 15063,5 глицин 15079,9
глицин 18087,1 глицин 18087,8 глицин 18076,2
глицин 20991,5 глицин 20988,5 глицин 20985,0
глицин 22482,4 глицин 22476,1 глицин 22474,9
глицин 23791,6 глицин 23797,2 глицин 23792,6
глицин 26471,9 глицин 26468,5 глицин 26476,7
лейцин 27472,3 лейцин 27471,3 лейцин 27473,3
глицин 29358,6 глицин 29356,2 глицин 29364,6
глицин 29679,2  глицин 29686,6
  глицин 298,6
  лизин 33357,2

Большинство перечисленных остатков отнесено DSSP к поворотам и изгибам (turn, bend).
Среди остатков с положительным значением φ преобладают глицины. Во всех трёх цепях представлен также Leu274, который описан в поле REMARK PDB-файла как остаток с неожиданными значениями торсионных углов.

Рассмотрим цепь I:

На изображении красным выделены предсказанные DSSP альфа-спирали, синим - бета-тяжи, оранжевым - остатки с положительным углом φ (шариками показаны СА-атомы). Жёлтым отмечены 310-спирали (описанные в PDB-файле как альфа-спирали).

3. Определение водородных связей программой HBplus

Для работы в HBplus необходимо оставить в PDF-файле одну цепь белка. Возьмём цепь G. Файл выдачи программы: 1DUVg.hb2. Всего было найдено 1682 водородных связи. Изучим их подробнее.

а) Пример водородной связи, участвующей в стабилизации вторичной структуры:

Между атомом кислорода лизина-90 и остатком аргинина-94 возможны даже два полярных контакта. Эти остатки участвуют в образовании альфа-спирали, находясь друг под другом в соседних витках (разница в нумерации составляет 4).
Для отображения водородных связей в PyMOL нужно нажать кнопку А в меню выделенного множества, затем find > polar contacts > within selection.

б) Пример водородной связи между боковыми цепями аминокислотных остатков:


в) Пример водородной связи между боковой цепью одного остатка и остовным атомом другого:

Сюда также подходит пример из пункта а), поскольку там приведена водородная связь между остовным атомом кислорода лизина-90 и атомом азота боковой цепи (NE) аргинина-94.

г) Пример водородной связи между белком и лигандом (малой органической молекулой):

На изображении показаны две водородные связи между аргинином-106 и лигандом орнитином
(если точнее, то Nδ-(N'-сульфодимаинофосфинил)-L-орнитином, в PDB-записи он обозначен как PSQ).

д) Пример водяного мостика:



Назад