9. Качество структуры: PROCHECK, EDS, PDB_REDO
1. Анализ выдачи программы PROCHECK
Воспользуемся базой данных PDBSum. Со страницы структуры 1DUV пройдём по гиперссылке "PROCHECK". Рассмотрим карту Рамачандрана для исследуемой структуры:
Ramachandran Plot statistics
No. of
residues %-tage
------ ------
Most favoured regions [A,B,L] 797 89.8%*
Additional allowed regions [a,b,l,p] 85 9.6%
Generously allowed regions [~a,~b,~l,~p] 1 0.1%
Disallowed regions [XX] 5 0.6%*
---- ------
Non-glycine and non-proline residues 888 100.0%
End-residues (excl. Gly and Pro) 6
с
Glycine residues 78
Proline residues 27
----
Total number of residues 999
В предпочитаемых областях находится 89,8% остатков. Довольно много остатков расположено в допустимых областях, и даже пять - в запрещённых.
Модель хорошего качества - та, в которой в предпочитаемых областях расположено более 90% остатков, исключая глицин и пролин.
Таким образом, нашу модель с натяжкой можно назвать качественной по этому критерию.2. Работа с сервером EDS
На сервере EDS зайдём на страницу структуры 1DUV. Далее пройдём по гиперссылке "Significant regions". На открывшейся странице указано, сколько остатков в каждой цепи имеют слишком большой Z-score по RSR.Больше всего таких остатков в цепи G (18 остатков или 5% от общего числа), в два раза меньше - в цепях H и I (по 9 остатков, что составляет около 3% для каждой цепи).
Рассмотрим лейцин-284 цепи G. Для этого остатка:
RSR (пространственный R-фактор) = 0,334;
Z-score = 6,304462;
коэффициент корреляции для электронной плотности ("real-space correlation coefficient") = 0,865.
Посмотрим, как этот остаток вписан в электронную плотность (жёлтая - поверхность электронной плотности уровня 1, белая - уровня 0,5):
Видно, что остаток плохо укладывается в электронную плотность. Атом кислорода и почти вся боковая цепь выходят за пределы поверхности уровня 1,0, а атомы СD1 и CD2 не вписываются даже в поверхность уровня 0,5.
Таким образом, координаты атомов этого остатка недостоверны и не соответствуют реальным.
3. Программа PDB_REDO
Со страницы структуры 1DUV в EDS пройдём по гиперссылке "PDB_REDO" и по данным таблиц "R-values" и "WHAT_CHECK validation" сравним показатели оптимизированной (Fully optimised) и неоптимизированной (Original PDB) структур:R-values etc.
| Показатель | Для исходной структуры | Для оптимизированной структуры |
| R | 0,1920 | 0,1551 |
| R-free | 0,2210 | 0,1724 |
| σR-free | 0,0017 | 0,0016 |
| R-free Z-score | 21,65 | 5,63 |
После оптимизации значения R-факторов снизились, то есть показатели улучшились. Разница между R и R-free уменьшилась, что тоже является улучшением.
WHAT_CHECK validation
| Показатель | Для исходной структуры | Для оптимизированной структуры |
| 1st generation packing quality¹ | 0,108 | 0,4 |
| 2nd generation packing quality¹ | -1,576 | -1.158 |
| Ramachandran plot appearance¹ | -0,991 | -0,005 |
| Chi-1/Chi-2 rotamer normality¹ | -1,194 | 0,112 |
| Backbone conformation¹ | -0,553 | -0,135 |
| Bond length RMS Z-score² | 0,475 | 0,774 |
| Bond angle RMS Z-score² | 0,714 | 0,813 |
| Total number of bumps³ | 132 | 88 |
| Unsatisfied H-bond donors/acceptors³ | 77 | 81 |
² Значение показателя должно быть ниже 1
³ Структура улучшилась, если значение показателя снизилось
В нашем случае улучшились следующие показатели:
комфортность окружения атомов,
значения углов φ и ψ (карта Рамачандрана),
значения углов χ1 и χ2 (ротамеры),
конформация остова,
число слишком близких расстояний между атомами.
Ухудшилось число неудовлетворённых доноров/акцепторов водородных связей.
В целом после оптимизации структура явно стала качественнее (произошло улучшение практически по всем параметрам).
4. Изучение оптимизированной структуры
Сохраним оптимизированную структуру белка 1DUV в файл 1duv_final.pdb и посмотрим, как стал вписываться рассмотренный нами ранее остаток лизина-284 цепи G в электронную плотность:
Видно, что в полностью оптимизированной структуре этот остаток вписался в электронную плотность ненамного лучше, чем в исходной - атомы CD1 и CD2 всё ещё находятся за пределами поверхности даже уровня 0,5.
Назад