Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://kodomo.cmm.msu.ru/~sandra/pflb/1cm5_3D.doc Дата изменения: Thu Dec 28 10:42:00 2006 Дата индексирования: Tue Oct 2 07:28:11 2012 Кодировка: koi8-r

Исследование структуры 1СМ5.

1. Общее описание структуры 1СМ5.
1.1 Компоненты структуры, описанной в документе PDB 1CM5.
Заголовок структуры: TRANSFERASE

Название структуры: CRYSTAL STRUCTURE OF C418A,C419A MUTANT OF PFL FROM
E.COLI

В документе представлены следующие цепи макромолекул:

|Идентификатор |Число остатков |Название молекулы|Комментарии |
|цепи | | | |
|A |759 |Transferase |Цепи идентичны. |
|B |759 |Transferase | |


[pic]









1СМ5 (структура представлена в ленточной модели; голубым цветом отмечена
цепь А, розовым - цепь В).

В документе представлены следующие низкомолекулярные вещества:

|ID |Название |Формула |Число копий|Комментарии |
|C03 |CARBONATE |CO3 (2-) |2 |По одной |
| |ION | | |молекулуле в |
| |(карбонат-ио| | |каждой цепи, |
| |н) | | |расположенные |
| | | | |симметрично, |
| | | | |относительно |
| | | | |центра структуры.|
|NA |SODIUM ION |NA (+1) |2 | |
| |(ион натрия)| | | |
|HOH |HOH |H2 O1 |740 |Молекулы воды |
| |(вода) | | |распределены |
| | | | |равномерно по |
| | | | |всей втруктуре. |


[pic]
Цепи представлены в остовной модели, голубым цветом отмечена цепь А,
розовым - цепь В, лиганды представлены в шариковой модели и раскрашены по
атомам, молекулы воды выделены серым цветом).












2. Торсионные углы в полипептидной цепи.
|Название |Угол определяется по координатам атомов |Результат |
|двугранног|(обращение к атому в соответствие с синтаксисом |измерения с |
|о |RasMol, в скобках - название атома) |помощью RasMol|
|угла | | |
|? | *9:A.C |*10:A.N |*10:А.Са |*10:А.С |-70.4 |
| |(карбонильный |(азот |(с-альфа |(карбонильны| |
| |углерод 9-го |10-го |10-го |й углерод | |
| |остатка цепи А|остатка |остатка цепи|9-го остатка| |
| |) |цепи А) |А ) |цепи А) | |
|? |*10:A.N |*10:А.Са |*10:А.С |*11:A.N | -34.5 |
| |(азот 10-го |(с-альфа |(карбонильны|(азот 10-го | |
| |остатка цепи |10-го |й углерод |остатка цепи| |
| |А) |остатка |9-го остатка|А) | |
| | |цепи А) |цепи А) | | |
|? |*10:А.Са |*10:А.С |*11:A.N |*11:A.Ca | -179.1 |
| |(с-альфа 10-го|(карбониль|(азот 10-го |(с-альфа | |
| |остатка цепи |ный |остатка цепи|11-го | |
| |А) |углерод |А) |остатка цепи| |
| | |9-го | |А) | |
| | |остатка | | | |
| | |цепи А) | | | |


2.1 Измерение торсионных углов остатка ALA.10 цепи А белка 1СМ5.

2.2

[pic]
Угол ? (для атомов: C 9-го остатка, N, C-a и С 10- го остатка).



2.3 Остатки пролина 1СМ5.

[pic]
[pic]


Узкие интервалы возможных значений углов phi (в районе -60 градусов) и psi
(от -60 до 0 и от 100 до 170) обусловлены строением бокового радикала. Так
как в пролине атом азота входит в состав жесткого кольца, это препятствует
вращению вокруг связи N-Ca.
Остатки глицина 1СМ5.
[pic]
[pic]


Диапазоны скопления значений углов psi: разбросаны от -180 до 180. Для phi:
в районе -60 и от 60 до 120.



Остатки 1СМ5, кроме остатков пролина и глицина.
[pic]
[pic]

Диапазоны скопления значений углов psi: от -60 до 60 и в районе 120. И phi:
от -150 до -50 и в районе 60.




3. Исследование элементов вторичной структуры.

1. Исследование альфа-спирали остатков 212-239 из цепи А.

[pic]
Все А-спирали белка.
[pic]
Диапазоны скопления значений углов psi: от -60 до 0 и от 120 до 180. И phi:
от -120 до 0 и в районе 60.


3.1.1
[pic]


А-спираль в проволочной модели с раскраской по аминокислотным остаткам и их
номерами.
[pic]
А-спираль (отмечены Са и водородные связи).
[pic]


А-спираль (сама спираль в остовной модели, атомы Сb - в шариковой, показаня
водородные связи).




3.1.2
[pic]
Вид А-спирали с торца (раскраска по аминокислотным остаткам, указаны их
номера).

С помощью команды "save phipsi ..." данные были перенесены в Excel и были
получены следующие средние значения для углов А-спирали:
?= -58,4036 и ?= -37,5714.

Оценка параметров спирали.
Определение числа элементов на виток.
Вся спираль состоит из 27-ми аминокислотных остатков.
Один виток А-спирали содержит примерно 4 аминокислотных остатка. Нетрудно
заметить, что спираль закручена по часовой стрелке, что выражается
равенством
n=+4.


Расстояние между атомами С? 219 остатка и С? 223 остатка составляет 6.099?.
Расстояние между атомами С? 221 остатка и С? 225 остатка составляет 6.235?.
Расстояние между атомами С? 233 остатка и С? 237 остатка составляет 6.162?.
Cреднее значение расстояния между двумя атомами Са, лежащими в цепи друг
над другом, равно 6,165333333 ?.
Чтобы подсчитать смещение по оси на один аминокислотный остаток (d),
разделим полученное среднее значение расстояния на n (количество остатков в
одном витке):
d=6,16533?/4=1,541333333 ?.


[pic]
А-спираль (в остовной модели с раскраской по атомам, атомы кислорода
карбонильных групп и водорода амидных групп представлены в шариковой
модели, указаны номера остатков, которым они принадлежат, и связи между
ними).


Водородные связи подчиняются паттерну (i,i+4). Связывают следующие
структуры:

Кислород карбонильной группы 220 остатка - водород амидной группы 224
остатка (H(220;224));
Кислород карбонильной группы 221 остатка - водород амидной группы 225
остатка (H(221;225));
Кислород карбонильной группы 222 остатка - водород амидной группы 226
остатка (H(222;226));
Кислород карбонильной группы 223 остатка - водород амидной группы 227
остатка (H(223;227)) и т.д.

Всего в данном белке 1061 водородная связь.





2. Исследование антипараллельной бета-структуры остатков 543-548 и 554-560
цепи А.


[pic]
Все В-структуры белка.

[pic]
Диапазоны скопления значений углов psi: в районе 120. И phi:
от -180 до 60.
3.2.1
[pic]
Антипараллельная структура (цепи представлены в проволочной модели с
раскраской по атомам, показаны водородные связи).


[pic]
Антипараллельная структура (в шариковой модели показаны атомы Cb,
расположенные снаружи от спирали в шахматном порядке относительно b-
структуры).

[pic]

Антипараллельная структура (в остовной модели с раскраской по
аминокислотным остаткам, отмечены их номера, отображены водородные связи).


С помощью команд "save phipsi ..." данные были перенесены в Excel и были
получены следующие средние значения для углов В-структур:
?= -109,2846154 и ?= 116,4615385.

Паттерн водородных связей.
Пусть из двух остатков (принадлежащих разным цепям), между которыми
образована водородная связь, один - i-тый, другой - k-тый, а следующие
за ними - i+1 и k+1, из одной и другой цепи соответственно. Водородные
связи можно описать следующим образом:
Между i-тым и k-тым остатками образуются 2 водородные связи. Между
остатками i+1 и k+1 связей нет. Между i+2 и k+2 образуются 2 связи. В
следующей паре связей нет. Или:
2Н (i+2p; k+2p), где p принадлежит множеству целых чисел.






3.3 Исследование параллельной бета-структуры остатков 598-603 и 519-527
цепи А.
3.3.1
[pic]
Параллельная B-структура (в остовной модели, показаны водородные связи).

[pic]
Параллельная B-структура (Cb атомы распоожены перпендикулярно плоскости
структуры).
[pic]
Параллельная структура (представлена в остовной модели с раскраской по
аминокислотным остаткам, указаны их номера).

С помощью команд "save phipsi ..." данные были перенесены в Excel и были
получены следующие средние значения для углов В-структур:
?= -104,62 и ?= 131,08.

Паттерн водородных связей.
Пусть один из параллельных тяжей начинается на остаток i, другой начинается
на k (i и k - друг против друга). Тогда паттерн будет:
H(i+2p; k+1+2p); H(k+1+2p; i+2+2p), где p принадлежит множеству целых
чисел.

В каждой цепи присутствуют дополнительные водородные связи - H(i;i+2).












4. Исследование контактов между аминокислотными остатками.
4.1
|Имя атома |Имя |Расстояние в е |Предположительная природа |
|остатка |контактирующего | |контакта |
|спирали |атома | | |
|Glu221:a.OE |Lys503:b.NZ |2,818 |Электростатическое |
| | | |взаимодействие |
|Glu221:a.OE |Lys142:b.NZ |2,807 |Электростатическое |
| | | |взаимодействие |
|Leu213:a.CD |His592:b.CB |4,922 |Гидрофобное взаимодействие |
|Gln226:a.OE |Lys196:a.CE |3,143 |Ван-дер-Ваальсово |
| | | |взаимодействие |

[pic]
Контакты между аминокислотными остатками с а-спиралью в пределах 5.0 А
(нетрудно заметить, что компоненты спирали контактируют с остальной частью
цепи неравномерно).

[pic]

Группа из гидрофобных контактирующих остатков цепи А. Минимальное
расстояние: 3,52 е.





4.2 Инсулин содержит 12 остатков цистеина, связанных 6-ю дисульфидными
мостиками.
[pic]
Молекула инсулина (представлена в проволочной модели, выделены остатки
инсулина, отмечены ss-мостики).


В структуре 1СМ5 представлено 6 остатков цистеина, но дисульфидных мостиков
не найдено. Причиной этому может быть большее, в отличие от инсулина,
расстояние, разделяющее остатки.

4.3 Водородная связь между боковой цепью серина и боковой цепью
аспарагиноиой кислоты.
[pic]
Оба остатка представлены в шарнирной модели с раскраской по атомам, указаны
номера и имена остатков, пунктирной линией указано расстояние между
атомами, равное 2.64 е.

[pic]
Общий вид структуры (представляет из себя два куполовидных образования,
суженной частью направленных в противоположные стороны и симметричных
относительно центра структуры).
Расстояние между наиболее удаленными атомами (Lys676:a.NZ и Lys676:b.NZ)
составляет 134,370 е.