11SFBM - Cvičení
Zobrazení elektronové hustoty
Elektronová hustota je nedílnou součástí dnešních informací poskytovaných strukturními databázemi. Struktura sama o sobě vypovídá pouze omezeně o kvalitě lokalizace jednotlivých atomů. Na příkladu struktury glutaminyl cyklasy z organismu Drosophila melanogaster si ukážeme, jak důležitou roli hraje pozorovaná hustota při analýze strukturních výsledků.
Zaměříme se konkrétně na 3 struktury s inhibitorem PBD150 - první strukturu lidské glutaminyl cyklasy s PDB kódem 3PBB [1], strukturu enzymu z Drosophila melanogaster s PDB kódem 4F9U [2] a enzymu z Ixodes scapularis 4MHY [3].
- Ke každé struktuře vytvořte jeden obrázek interakce inhibitoru PBD150 s aktivním místem enzymu. Zobrazte všechna proteinová rezidua, která interagují s inhibitorem (do vzdálenosti např. 4.5Å) pomocí tyčinkového modelu, kationt zinku znázorněte koulí. Barevně odlište uhlíkové atomy inhibitoru a proteinu.
Příkaz, který můžete využít: select okoli, (inhibitor expand 4.5) and !inhibitor and !resn HOH. Pomocí kliknutí na "Actions" - "modify" - "complete" - "resides" můžete doplnit na celá rezidua, aby daný obrázek dobře reprezentoval pozorované interakce.
Mapy elektronové hustoty jsou automaticky generovány a zveřejňovány ke každé struktuře uložené v PDB databázi. V sekci Download files ji můžete najít ve formátu DSN6. My v tomto cvičení budeme pracovat pouze s tzv. "pozorovanou" hustotou, tedy 2Fo-Fc mapou!!!
Soubory s mapou elektronové hustoty je třeba otevřít s udáním správného formátu (load jmeno_souboru, nazev_mapy). Název mapy musí být jiný než jméno struktury, jinak se strukturní soubor přepíše a nahradí souborem obsahujícím mapu. Tímto je mapový soubor pouze načten. Zobrazení mapy elektronové hustoty do vzdálenosti 1.6 Å od výběru "selection" na úrovni 1 σ se provádí pomocí příkazu isomesh (isomesh newname, jmeno_mapy, 1.0 , selection, carve = 1.6).
- Pro každou strukturu vytvořte jeden obrázek detailního pohledu na inhibitor navázaný v aktivním místě včetně interakcí inhibitoru s enzymem (vodíkové můstky). Ve všech případech zobrazte mapu elektronové hustoty POKRÝVAJÍCÍ POUZE A JENOM INHIBITOR na úrovni 1 σ v modré barvě.
- Porovnejte pozorování s tabulkou publikovanou ve článku o struktuře enzymu z Drosophila melanogaster [2]. Jak koreluje mapa elektronové hustoty s publikovanými údaji?
Reference
[1] Huang et al., 2005, PNAS, 102, 13117–13122.
[2] Koch et al., 2012, Biochemistry, 51, 7383-7392.
[3] Huang et al., 2014, Acta Cryst, D70, 789-801.