Účelem této úlohy je analýza struktury malé lakasy z organismu Streptomyces coelicolor [1-2]. Otevřete ve webovou stránku http://www.rcsb.org. Do vyhledávacího políčka zadejte dotaz "laccase" a spusťte vyhledávání. Kolik struktur odpovídá danému hledání? Všimněte si rovněž, z jakých organismů proteiny pochází.
Hledáme strukturu z organismu Streptomyces coelicolor s nejvyšším rozlišením!!! U políčka "Organism" otevřete možnost "Other". Pokud se objeví Streptomyces coelicolor, kolik je dnes takových struktur v PDB databázi uloženo? Otevřete výpis struktur klepnutím na správné políčko organismu a vyberte strukturu s nejvyšším rozlišením. Přehledná stránka k této struktuře nabízí informace ohledně ligandů. Pomocí "Display Files" prohlédněte celou strukturu ("PDB File").
- Jaký je PDB kód struktury malé lakasy ze Streptomyces coelicolor a jaké je její rozlišení?
Ve zbytku této úlohy však budeme pracovat se strukturou malé lakasy s PDB kódem 3KW8.
- Jaké souřadnice má atom číslo 2000?
- Existují ve struktuře atomy s částečnou okupancí?
Nejdříve se pokusíme vytvořit topologický diagram pomocí serveru Pro-Origami (http://munk.cis.unimelb.edu.au/pro-origami/). Zadejte možnost "Generate a cartoon from a PDB file". V současné době (říjen 2020) stránka neumožňuje automatické načtení PDB souboru, který musí být nejdříve stažen a pak na tuto webovou stránku nahrán. Po nahrání struktury zdejte možnost analyzovat celou strukturu ("Use whole structure") a stáhněte PNG soubor.
- Uveďte topologický diagram zkoumané struktury proteinu. Jaké prvky sekundární struktury převažují?
Pomocí skriptu "Plugin - PDB Loader Service" zadejte kód a otevřete strukturu v grafickém okně. Stejnou operaci lze zadat do příkazové řádky pomocí příkazu fetch ????, kde ???? je požadovaný PDB kód.
- Zobrazte molekulu pomocí příkazů hide all a show lines.
Pomocí příkazu select vyberte proteinová rezidua a zobrazte je pomocí reprezentace cartoon (příkaz hide lines, [selection], následuje show cartoon, [selection]). Zabarvěte model podle prvků sekundární struktury - příkaz color red, ss h, nebo color yellow, ss s. Skryjte molekuly vody pomocí příkazu hide nonbonded. Struktura rovněž obsahuje ionty mědi v různých oxidačních stavech. Zobrazte polohy atomů mědi pomocí příkazu show spheres, elem Cu. Můžete případně změnit jejich barvu pro větší přehlednost.
- Vytvořte obrázek struktury a zvýrazněte polohu N a C konce.
- Kolik jednotlivých domén obsahuje struktura malé lakázy?
- Jaké byly pozorovány ligandy? Kde se nacházejí ionty mědi?
Pomocí příkazu symexp s,????,(all),5 lze vytvořit symetricky sdružené molekuly do vzdálenosti 5 Å od molekuly. Vytváří molekuly nějaké vyšší seskupení?
- Vytvořte obrázek trimeru enzymu. Odlište molekuly rozlišnými barvami. Kde se nachází ionty mědi v komplexu? - Převeďte molekulu do reprezentace "ribbon"! Vytvořte symetricky sdružené molekuly do vzdálenosti 300 Å a prohlédněte si strukturu. Naorientujte pohled tak, aby byly patrné vodní kanály, které umožňují transport ligandů v celém objemu krystalu. Obrázek přiložte do protokolu.
Na analýzu rozhraní a krystalových kontaktů je vhodné použít server PISA (http://www.ebi.ac.uk/pdbe/pisa/). Po zadání "Launch PISA" zadejte PDB kód a mezi uvažované ligandy vyberte pouze ionty mědi. Spusťte analýzu rozhraní - "Interfaces". Prohlédněte si výsledky z analýzy krystalových kontaktů. Při jejich posuzování je jeden z nejdůležitějších faktorů plocha rozhraní ("interface area"). Jednotlivá rozhraní řetězců jsou ještě porovnávána v závislosti na solvatační volné energii, počtu vodíkových vazeb a solných můstků. Vše je shrnuto do faktoru CSS, který udává "Complexation Significance Score".
- Porovnejte první tři krystalové kontakty.
- Zadejte analýzu "Assemblies" a okomentujte výsledky.
[1] Skálová et al., 2009, J. Mol. Biol., 385, 1165-1178.
[2] Skálová et al., 2011, Acta Cryst. F, 67, 27-32.