DSSP и HBplus

Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://kodomo.cmm.msu.ru/~ipoverennaya/term5/dssp.html
Дата изменения: Mon Sep 27 01:22:15 2010
Дата индексирования: Tue Oct 2 11:57:46 2012
Кодировка: Windows-1251

DSSP и HBplus

Занятие 2. Программы DSSP и HBplus.

Вторичная структура молекул белка, представленных в PDB записи 1KNP, была определена с помощью программы DSSP: выходной файл. Для удобства он был импортирован в Excel: 1knp_my.xls.
В записи 1KNP хранится информация о структуре L-аспартат оксидазы E.coli, комплекса мутированного белка R386L с сукцинатом. L-аспартат оксидаза состоит только из одной цепи А. В полях HELIX и SHEET предоставлена информация о альфа-спиралях и бета-тяжах:

HELIX    1   1 GLY A   17  ASP A   29  1                                  13
HELIX    2   2 GLY A   44  ALA A   49  5                                   6
HELIX    3   3 SER A   62  GLY A   74  1                                  13
HELIX    4   4 ASP A   79  SER A   88  1                                  10
HELIX    5   5 ASN A   89  ASP A   99  1                                  11
HELIX    6   6 ALA A  135  ASN A  150  1                                  16
HELIX    7   7 ASP A  169  ILE A  171  5                                   3
HELIX    8   8 ALA A  207  TYR A  211  5                                   5
HELIX    9   9 GLY A  222  ALA A  231  1                                  10
HELIX   10  10 THR A  259  GLU A  265  1                                   7
HELIX   11  11 PHE A  277  PHE A  281  5                                   5
HELIX   12  12 ARG A  284  ALA A  288  5                                   5
HELIX   13  13 PRO A  289  GLY A  305  1                                  17
HELIX   14  14 PRO A  317  PHE A  325  1                                   9
HELIX   15  15 PHE A  325  GLY A  334  1                                  10
HELIX   16  16 ASN A  390  MET A  410  1                                  21
HELIX   17  17 PRO A  411  ALA A  413  5                                   3
HELIX   18  18 ASN A  429  VAL A  451  1                                  23
HELIX   19  19 THR A  456  TYR A  478  1                                  23
HELIX   20  20 SER A  484  ARG A  507  1                                  24

Как видно, всего в записи упоминаются 20 спиралей, причем некоторые из них переходят друг в друга, например, под номерами 4 и 5 (выделены зеленым цветом). Красным цветом выделены спирали, относящиеся к классу так называемых правозакрученных 3-10 спиралей. В выдаче программы DSSP такие спирали обозначены как "G" (в файле Excel покрашены в розовый цвет), а обычные альфа-спирали как "H" (в красный). Суммарно программа определила 20 спиралей (14 альфа- и 6 3-10 спиралей), как и в PDB записи. Координаты начала и конца спиралей иногда не совпадают, но отклонения всего в несколько аминокислот, поэтому можно сказать, что, в общем, вторичная структура, определенная DSSP, соответствует структуре, приведенной в записи.

SHEET    1   A 4 HIS A   7  SER A   8  0                                        
SHEET    2   A 4 VAL A 192  HIS A 196  1  O  HIS A 196   N  HIS A   7           
SHEET    3   A 4 VAL A 179  ASN A 186 -1  N  VAL A 184   O  GLU A 193           
SHEET    4   A 4 THR A 160  VAL A 167 -1  N  ILE A 166   O  VAL A 180           
SHEET    1   B 5 ILE A 154  LEU A 157  0                                        
SHEET    2   B 5 VAL A  33  LEU A  36  1  N  VAL A  33   O  ARG A 155           
SHEET    3   B 5 VAL A  11  ILE A  14  1  N  ILE A  13   O  LEU A  36           
SHEET    4   B 5 ALA A 199  LEU A 202  1  O  ALA A 199   N  LEU A  12           
SHEET    5   B 5 LEU A 370  ALA A 372  1  O  TYR A 371   N  VAL A 200           
SHEET    1   C 3 ILE A  53  ALA A  54  0                                        
SHEET    2   C 3 ILE A 129  LEU A 130 -1  O  LEU A 130   N  ILE A  53           
SHEET    3   C 3 LEU A 118  THR A 119 -1  N  THR A 119   O  ILE A 129           
SHEET    1   D 4 SER A 377  TYR A 378  0                                        
SHEET    2   D 4 GLY A 356  MET A 358  1  N  VAL A 357   O  TYR A 378           
SHEET    3   D 4 VAL A 235  ALA A 236 -1  N  ALA A 236   O  GLY A 356           
SHEET    4   D 4 ILE A 530  LEU A 531 -1  O  LEU A 531   N  VAL A 235           
SHEET    1   E 4 ASN A 241  LEU A 248  0                                        
SHEET    2   E 4 VAL A 344  THR A 353 -1  O  VAL A 347   N  ALA A 247           
SHEET    3   E 4 MET A 309  ASP A 312 -1  N  LEU A 311   O  VAL A 344           
SHEET    4   E 4 TYR A 268  LYS A 270 -1  N  TYR A 268   O  ASP A 312

В 1KNP.pdb содержится информация о 20 бета-тяжах (которые образуют 5 бета-листов). Программа DSSP также определила 20 бета-тяжей (в файле Excel выделены голубым цветом).

В выдаче DSSP есть также информация о торсионных углах. Рассматривая колонку торсоинного угла φ, можно отметить, что в основном этот угол отрицательный, причем альфа-спиралям соответствует значение угла примерно от -60 до -70, а бета-тяжу примерно от -120 до -140. В таблице ниже представлены все аминокислотные остатки, чей торсионный угол φ имеет положительное значение:
Таблица 1. Угол φ

?	AA	Phi	?	AA	Phi	?	AA	Phi
15	G	117,3	175	G	117,3	305	G	63,4
44	G	162	181	G	168,4	336	G	59,4
52	G	104,8	190	E	51,9	356	G	130,4
75	A	54,4	205	G	109,6	363	G	81,6
76	G	96,1	222	G	65,9	369	G	81,7
101	G	127	232	G	105,3	374	G	96,6
123	G	85	237	N	58,2	383	G	29,8
133	A	44,7	266	G	112,1	389	S	78
159	R	36,4	274	G	99,5	512	G	53,5
172	G	47,6	285	G	31,1

Из таблицы следует, что в основном угол φ положителен у глицина, что неудивительно, ведь он может принимать самые разнообразные конформации, в отличие от других остатков. Изображение в остовной модели вторичной структуры было получено с помощью программы PyMOL. Красным цветом выделены альфа-спирали, а желтым бета-листы.

На следующем рисунке голубым цветом отмечен глицин 101, имеющий положительное значение угла φ:

Более наглядное изображение глицина 101 с положительным углом φ и глутамина 100 с отрицательным значением.

Водородные связи записи 1KNP были определены программой HBPlus. Выходной файл: 1knp.hb2. Ниже приведены примеры различных водородных связей в белке.
Водородные связи:
а) участвующие в стабилизации вторичной структуры;
На рисунке представлена одна из альфа-спиралей. Как видно, водородные связи, которые ее стабилизируют, возникают между i-м и (i+4)-м остатками, а также между i-м и (i+3)-м.
б) между боковыми цепями аминокислотных остатков;
Помимо водородной связи между боковыми цепями а.о., данный пример содержит водородную связь, образующуюся между остовыными атомами (выделены фиолетовым).
в) между боковой цепью одного остатка и остовным атомом другого
Атомы остова выделены фиолетовым цветом. Остовный атом O лизина 209 образует водородную связь с NE аргинина 444.
г) между белком и лигандом (малой органической молекулой);
Лиганд - флавинадениндинуклеотид.
д) водяной мостик;

Меню

· Главная
· Результаты исследований
· Семестры
· Полезные ссылки
· Контакты