Занятие 13.SCOP и CATH

1.  Определим классификацию доменов записи PDB 1DBP согласно SCOP. SCOP выдал всего один домен:
   D-ribose-binding protein from Escherichia coli
   • Положение в своей структуре (цепь- A, координаты- 1-271).
   • Классификация по SCOP (класс- Alpha and beta proteins (a/b) (альфа и бета белки), укладка- Periplasmic binding protein-like I (белки типа 1 связанные с периплазмой), суперсемейство- Periplasmic binding protein-like I, семейство- L-arabinose binding protein-like ).
   • Сколько семейств содержится в данном суперсемействе? - 1
   • Сколько суперсемейств имеет данную укладку? - 1
   
   Опишем дополнительно два домена другой структуры (1U94) из записей предыдущего курса:
   Protein: RecA protein, ATPase-domain from Escherichia coli (домен АТФ-азы белка RacA)
   • Положение в своей структуре (цепь - A, координаты- 6-268).
   • Классификация по SCOP (класс- Alpha and beta proteins (a/b) , укладка- P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolases (содержащие P-петлю нуклеозид трифосфат гидролазы), суперсемейство- P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolases, семейство- RecA protein-like (ATPase-domain)(ResA-подобные белки (АТФ-азный домен)).
   • Сколько семейств содержится в данном суперсемействе? 24
   • Сколько суперсемейств имеет данную укладку? 1
   
   
   Protein: RecA protein, C-terminal domain from Escherichia coli (С-концевой домен)
   • Положение в своей структуре (цепь- A , координаты- 269-328).
   • Классификация по SCOP (класс- Alpha and beta proteins (a+b)(альфа и бета белки) , укладка- Anti-LPS factor/recA domain (анти-LPS фактор/домен recA), суперсемейство- RecA protein, C-terminal domain (С-концевой домен белка RecA), семейство- RecA protein, C-terminal domain).
   • Сколько семейств содержится в данном суперсемействе? 1
   • Сколько суперсемейств имеет данную укладку? 2
   
   
   
2.  Для тех же цепей белка, для которых я описала классификацию SCOP, определим классификацию доменов согласно CATH
   записи PDB 1DBP :
   Первый домен:
   • Положение в своей структуре (цепь- А, координаты- 1-101,238-261).
   • Классификация по CATH- 3.40.50.2300.23.1.1.3.1 .
   • Названия класса-Alpha Beta, архитектуры- 3-Layer(aba) Sandwich (трехслойный сэндвич), топологии- Rossmann fold (укладка Россманна).
   • Сколько семейств содержится в данном суперсемействе? 103
   • Сколько суперсемейств имеет данную топологию? 120
    
   Второй домен:
   • Положение в своей структуре (цепь- А, координаты- 102-237,262-271).
   • Классификация по CATH- 3.40.50.2300.13.1.1.1.4 .
   • Названия класса-Alpha Beta, архитектуры- 3-Layer(aba) Sandwich (трехслойный сэндвич), топологии- Rossmann fold (укладка Россманна).
   • Сколько семейств содержится в данном суперсемействе? 103
   • Сколько суперсемейств имеет данную топологию? 120
    
   записи 1U94 PDB
   Первый домен:
   • Положение в своей структуре (цепь- А, координаты- 27-269).
   • Классификация по CATH- 3.40.50.300.33.1.1.1.2 .
   • Названия класса-Alpha Beta, архитектуры- 3-Layer(aba) Sandwich (трехслойный сэндвич), топологии- Rossmann fold (укладка Россманна), суперсемейства- P-loop containing nucleotide triphosphate hydrolases (нуклеотидтрифосфат-гидролаз, содержащих P-петлю).
   • Сколько семейств содержится в данном суперсемействе? 208
   • Сколько суперсемейств имеет данную топологию? 120
    
   Второй домен:
   • Положение в своей структуре (цепь- А, координаты- 270-328).
   • Классификация по CATH- 3.30.250.10.1.1.1.1.1 .
   • Названия класса-Alpha Beta, архитектуры- 3-Layer(aba) Sandwich (трехслойный сэндвич), топологии- Rec A Protein; domain 2 (белок RecA, домен 2), суперсемейства- Rec A Protein; domain 2 (белок RecA, домен 2).
   • Сколько семейств содержится в данном суперсемействе? 2
   • Сколько суперсемейств имеет данную топологию? 1
    
3.   Различия между CATH и SCOP в описании доменов.

   
   Доменная организация белка записи 1DBP определена в SCOP и CATH неодинаково. SCOP выдал всего один домен, а CATH разделил на два. В классификации совпадает только название класса (альфа-бета), укладка/топология не совпадают(Periplasmic binding protein-like I/Rossmann fold ). Суперсемейства и семейства CATH не выдал для белка.
   
   В определении доменной организации белка записи 1U94 в SCOP и CATH есть небольшие отличия. Например, отличаются координаты первого домена (SCOP 6-268, CATH 27-269) и координата первая в CATH второго домена больше на единицу (270-328, SCOP 269-328). В классификации первого домена класс (Alpha Beta) и суперсемейство совпадают (P-loop containing nucleotide triphosphate hydrolases). В классификации второго домена названия класса совпадают, а суперсемейства лишь немного отличаются (SCOP-RecA protein, C-terminal domain, CATH-Rec A Protein; domain 2).
   
   Эти различия возможно из=за того, что в CATH более подробная классификация (больше уровней), некоторые домены белков могут быть классифицированы в CATH , а в SCOP нет и т.п.

    

4.  Создадим выравнивание каких-нибудь двух доменов (первый домен белка 1U94 и домен белка 1chd) с одной топологией по CATH (Rossmann fold), но из разных суперсемейств(1U94 - 3.40.50.300, 1CHD - 3.40.50.180). Построим программой PDBeFOLD (она же SSM) структурное выравнивание цепи A из 1U94 и цепи A из 1CHD.
   Выравнивание По данному выравниванию с помощью сервиса Geometrical core найдем геометрическое ядро с порогом 2 ангстрема.

   Pos.	1CHD_A	1U94_A
   82	SER182	GLY87
   83	PRO183	LYS88
   84	ALA184	THR89
   85	VAL185	CYS90
   86	ILE186	ALA91
   87	ILE187	PHE92
   88	THR188	ILE93
   89	GLN189	ASP94
   90	HIS190	ALA95
   110	SER210	ASP110
   111	VAL211	ILE111
   161	ASP261	LEU126
   164	PHE264	CYS129
   165	HIS265	ASP130
   166	SER266	ALA131
   167	VAL267	LEU132
   170	HIS270	SER135
   171	ALA271	GLY136
   183	MET283	ALA147
   209	TYR295	ALA179
   229	VAL311	GLN194

   Совместим в PyMOL командой pair-fit структуры по C-альфа-атомам, входящим в геометрическое ядро(RMS = 1.231). (зеленым -1u94, голубым- 1chd)
   
   
   
   
   
   
   
   
   Домен белка 1u94 больше и часть его ни с чем не совместитась.
   RMSD достаточно высоко(1.231).Т.е. домены, имеющие одинаковую топологию, но входящие в разные суперсемейства,имеют слабо выраженную сходную пространственную структуру.