Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://kodomo.cmm.msu.ru/FBB/year_02/term_6/block_1/Tasks_fin.doc Дата изменения: Fri Feb 11 10:20:12 2005 Дата индексирования: Sat Dec 22 07:24:36 2007 Кодировка: koi8-r

Особенности 3D структур и их хранения в базах данных


"Подпоручик с ненавистью посмотрел на
беззаботное лицо бравого солдата Швейка
и зло спросил:
- Вы меня знаете?
- Знаю, господин лейтенант.
Подпоручик Дуб вытаращил глаза и затопал
ногами.
- А я вам говорю, что вы меня еще не
знаете!
Швейк невозмутимо-спокойно, как бы
рапортуя, еще раз повторил:
- Я вас знаю, господин лейтенант. Вы,
осмелюсь доложить, из нашего маршевого
батальона.
- Вы меня не знаете,- снова закричал
подпоручик Дуб. Может быть, вы знали
меня с хорошей стороны, но теперь
узнаете меня и с плохой стороны. Я не
такой добрый, как вам кажется. Я любого
доведу до слез. Так знаете теперь, с кем
имеете дело, или нет?
- Знаю, господин лейтенант."
Я.Гашек, "Похождения бравого
солдата Швейка"


Практикум 1

РСА (9-11 фев; )

О зачетах

- Зачетные сессии отменены
- Выполненные практикумы будут учитываться (?)
- Структура директорий
- Про протоколы (protocol.doc) не забыли?

Что полезно узнать:

- Кристаллическая решетка
- Симметрии решетки и симметрии объекта внутри ячейки
(некристаллографические симметриии)
- Параллелипипед (основная (?) ячейка) и ассиметрическая ячейка.
- Как записывается движение (например, в SwissPDBviewer'е).
Характеристические отличия матрицы движения. Как записывается обратное
движение.
- Что такое биологическая единица и где они хранятся
=====
- Немножко о программе SwissPDBViewer
- Интерфейс (окна, выделение, удобные кнопочки)
- Слои, совмещение слоев
- Редактирование структуры (удаление, переименование, слияние)
- Применение преобразования
- Применение кристаллографических симметрий
- Применение сдвигов
- Проверка симметрии с помощью совмещения ( найти матрицу с помощью
Oktave!??)
- Немножко о формате PDB
- Где лежит название кристаллографической группы
- Как задаются преобразования
- Где лежат матрицы
- и Rasmol'е.
- Модели и их указание в Rasmol
=====
- Икосаэдр и додекаэдр и как их рисовать (представлять). Пять платоновых
тел.


Задания

1. Получить правильную биологическую единицу из вопиюще "небиологической
единицы" комплекса тетрациклинового репрессора с ДНК (PDB-код 1qpi).
a. Скачать комплекс 1qpi и изумиться. Причину изумления
запротоколировать!
b. Получить биологическую единицу из банка PDB (и PQS?). Лучше или
остается чему изумляться? Причину изумления запротоколировать!
c. В протоколе описать состав правильного комплекса -
предполагаемой биологической единицы. С помощью SwissPDBViewer'а
привести структуру комплекса к правильной. В протокол внести
имя файла, содержащего правильную биологическую единицу.
2. Объяснить наблюдаемые в PDB файле особенности структуры комплекса
дрожжевых белков Mat?2 и MCM1 с ДНК (PDB код 1mnm).[1]
a. Скачать комплекс 1mnm и найти чему изумляться. В протоколе
указать странный[2] участок полипептидной цепи.
b. С помощью SwissPDBViewer'а восстановить соседние
кристаллографические ячейки и объяснить в протоколе странность,
наблюдаемую в исходном PDB файле.
3. PDB файл 1stm содержит 5 молекул капсида вируса-саттелита вируса
мозаики проса (родственного популярному вирусу табачной мозаики)
Англ.: satellite panicum mosaic virus. Капсид этого вируса -
икосаэдрический, состоит из 60 одинаковых субъединиц.
a. Скачайте PDB файл
b. С помощью SwissPDBviewer'а постройте полный капсид, используя
данные из аннотации записи PDB. (Внимание: в аннотации в
нескольких матрицах допущена описка в 3й строке! Разумеется, ее
нужно исправить)
c. Сохраните файл и приведите его такому виду, чтобы можно было
выделить один белок в Rasmole'. А именно, каждую пятерку цепей
A, B, C, D, E выделите в отдельную модель (итого, 12 моделей).
Откройте в Rasmol => Spacefill =>color model и наслаждайтесь
плодами труда!
d. (*)С помощью совмещения двух копий файла в SwissPDBViewer'е
проверьте утверждение о некристаллографической симметриии между
5-ю сбъединицами исходного файла, сформулированное в аннотации к
структуре.


Специально шустрых: биологическая единица 1stm в банке PDB содержит
вопиющие ошибки, и поэтому пользоваться ею для работы невозможно!

Методические указания

Сокращения и адреса
PQS - Protein Quaternary Structure DB http://pqs.ebi.ac.uk/
PDB - Protein Data Bank http://www.rcsb.org/pdb/
NDB - nucleic acids data bank http://ndb-mirror-2.rutgers.edu/
(PDBSum http://www.ebi.ac.uk/thornton-
srv/databases/pdbsum/)

Рекомендуемые имена файлов, соответствующих PDB коду XXXX

Запись PDB: XXXX.ent
Биологическая единица из PDB: XXXX_pdb1.ent
XXXX_pdb2.ent если есть вторая биологическая
единица

Биологическая единица из PQS: XXXX_mmol.ent

Биологическая единица из NDB: XXXX_ndb_biou.ent

"Правильная" биологическая единица XXXX_biou.ent

Памятка по SwissPDBViewer'у

Должны быть открыты окна: "Control Panel", "Layers Info"

Удаление цепочки.
- Сделайте активным нужные слой (щелкнув по нему в LayersInfo")
- Выделите нужную цепочку в Control Panel щелкнув по букве цепочки
- Меню Build => Remove selected residues

Удаление слоя
- Меню File => Close (закрывается только активный слой)

Переименование цепочки (новое имя для целой цепочки или для группы
остатков, гетерогрупп).
- Выделите цепочку (или нужные остатки или гетерогруппы) в Control Panel
- Меню Edit => Rename Current Layer, внесите новое название цепочки -
ОБЯЗАТЕЛЬНО БОЛЬШАЯ ЛАТИНСКАЯ БУКВА или ЦИФРА!

Изменение настроек цветов
- Меню Preferences => Colors, советую выбрать Background - серый цвет

Применение клисталлографических симметрий к структуре
- В аннотации к структуре найдите название кристаллографической группы
(REMARK 290 и там - SPACE GROUP)
- Изобразите "единичную ячейку" (параллепипед) Preferences => Electron
Density maps, отметьте Draw Unit Cell
- Рекомендуется сменить фон на серый
- Меню Tools => Build Crystallographic Symmetry, в окне выберите нужную
группу (она обычно самая верхняя) и либо щелкайте по-очереди по
перечисленным симметриям, либо по строчке с названием группы чтобы
применить сразу все симметрии.
- Нажмите самую левую иконку (квадратик с красными стрелками) под верхним
меню чтобы весь комплекс вписался в графическое окно

Применение любого преобразования (в частности, "BIOMT" - преобразований для
восстановления биологической единицы, указанных в аннотации к записи PDB)
- Если хотите сохранить и исходную структуру, и преобразованную, то
откройте тот же самый файл два раза (т.е. в двух слоях) или больше раз -
по числу преобразований, которые хотите применить.
- В преобазуемом слое выделите все - Ctrl+A
- Меню Tools => Apply transformation to current layer, задайте матрицу
(лучше ортогональную :) и вектор сдвига.

По заданиям
1. В окончательном файле 1qpi_bioU.ent каждая цепочка - молекула ДНК или
белка - должна иметь свое уникальное имя; гетерогруппы (вода и имидазол)
из одной ассиметрической единицы назовите отдельной цепочкой (например, X),
из другой - например, Y. Проверьте, что гетерогруппы из двух ячеек не
представлены по два раза. Это можно сделать в Rasmol командой "select
within(2., *X) and *Y".

2. Для объяснения явления постройте молекулы в соседних ячейках и опишите
контакты интересующего участка полипептидной цепи с "соседями". Для этого
сохраните в файле только две контактирующие нужным участком структуры.
Изучайте контакты с помощью Rasmol (или SwissPDBViewer'а ).

3. Найдите в аннотации место где указаны матрицы и векторы преобразований
BIOMT. Их - 12 штук. Прочитайте что написано. Откройте файл в
SwissPDBViewer'е 12 раз (т.е. в 12 слоях). К очередному слою примените
очередное преобразование (см. Применение любого преобразования). Если все
получилось, то сохраните в се в одном файле 1stm_yyyy_carsid.ent (yyyy -
users nick name ).
В Rasmol нет слоев. Чтобы иметь возможность выделить каждую из 60
субъединиц, разделите 12 структур (по 5 субъединиц в каждой) на модели,
вставив вручную в текстовом редакторе строчку MODEL NN (NN - от 1
до 12) перед каждой. Первая буква N должна стоять в той же колонке, что и
первая буква названия атома. После этого команда
"select */7 and *B" выделит субъединицу с названием цепочки B из
структуры с названием "model 5".





-----------------------
[1] Для любопытных: комплекс того же Mat?2 с другим белком MatA1 и ДНК
имеет код 1yrn. В чем главное отличие взаимодействия Mat?2 с MCM1 и с MatA1
при связывании со специфическими сайтами ДНК (все перечисленные белки -
факторы транскрипции, в 1м и 2м случае регулируют экспрессию разных генов)
[2] В данном случае "странный" значит его положение, учитывая методику РСА,
труднообъяснимо наблюдаемой структурой.