Kurs ishi mavzu: pdb ma’lumotlar bazasi va uning ahamiyati

Fragmentlar va domenlar
Ko'plab yirik oqsillar, ayniqsa bir nechta harakatlanuvchi qismli oqsillar, umuman kristallanishning iloji yo'qligini isbotladi. Bunday hollarda, tadqiqotchilar alohida -alohida yondashuvni tanladilar. Ular oqsilni boshqariladigan bo'laklarga bo'lishdi, so'ngra har bir bo'lakning tuzilishini hal qilishdi. Proteinning butun rasmini olish uchun bo'laklarni to'g'ri yo'nalishda qayta yig'ish kerak edi.
Afsuski, bu holatda funktsional molekulani birlashtirishga yordam beradigan keng qamrovli manba yo'q. Umumiy shaklni ajratish uchun siz ketma -ketlik ma'lumotlarini va molekulyar biologiya hisobotlarini ko'rib chiqishingiz kerak bo'ladi.
ATP sintazasi o'q va stator bilan bog'langan ikkita molekulyar motordan iborat. Hamma narsani kristallashtirish imkonsiz (hech bo'lmaganda hozirgacha), ammo ikkala dvigatel (PDB 1c17 va 1e79 yozuvlari) va bir nechta ulanish qismlari (PDB yozuvlari 1l2p va 2a7u) uchun tuzilmalar mavjud. (Bu rasm QuickPDB yordamida yaratilgan)
Maslahat: PDB yozuvlarini qidirishda, har bir koordinata fayliga aslida nima kiritilganiga e'tibor qaratish lozim. PDB sarlavhasida funktsional molekulaning faqat bir qismini ko'rib turganingiz haqida maslahat berish uchun & quot; bog'lovchi domen & quot; va & quot; parchalash & quot kabi so'zlarga e'tibor bering.
Vodorod atomlari qayerda?
Ko'pgina kristallografik tajribalar vodorod atomlarini hal qilmaydi, shuning uchun PDB arxividagi kristallografik koordinatali fayllarning ko'pchiligi faqat vodorod bo'lmagan atomlar uchun pozitsiyalarni o'z ichiga oladi. Ba'zi hollarda, qutbli vodorod atomlari tarkibiga kiradi (qutbli vodorod atomlari - azot, kislorod va oltingugurtga biriktirilgan, vodorod aloqalarida ishtirok eta oladiganlar), ular strukturani tozalash jarayonida ishlatilganda. Boshqa tomondan, NMR bilan aniqlangan tuzilmalar ko'pincha tarkibidagi barcha vodorod atomlarini o'z ichiga oladi, chunki bu tajribalarda olingan tajriba ma'lumotlarining ko'p qismi shu vodorod atomlari orasidagi masofadan iborat.
Kristallografik tajribalarda odatda vodorod atomlari ko'rinmaydi va kislorod va azot atomlarining elektronlari bir xil bo'ladi va shuning uchun kristallografik elektron zichligi xaritalarida o'xshash bo'ladi, shuning uchun asparagin va glutamin kabi yon tarmoqlardagi atomlarning aniq identifikatorini aniqlash qiyin. Ba'zi hollarda, agar siz qo'shni aminokislotalar bilan vodorod bog'lanish sxemasiga diqqat bilan qarasangiz, amid yon tarmog'idagi azot va kislorodni almashtirish orqali yaxshiroq moslikni topishingiz mumkin.
Insulinning bu ikki tuzilishi turli xil eksperimental usullar yordamida hal qilindi. Yuqoridagi (PDB kirish 2ins) vodorod atomlarining joylashuvi to'g'risida ma'lumot bermaydigan rentgen kristallografiyasi yordamida hal qilindi. Bottonda (PDB kirish 2hiu) NMR spektroskopiyasi yordamida hal qilingan va vodorod koordinatalarini o'z ichiga oladi. (Bu rasm MBT Simple Viewer yordamida yaratilgan)
Maslahat: Reduktsiya dasturi oqsil va nuklein kislotalarda etishmayotgan vodorod atomlarini qo'shish va oqsilda vodorod bilan bog'lanishning eng yaxshi shaklini aniqlash uchun foydalidir.
Pdb tuzilmalarini qo'lda qanday o'zgartirish mumkin? - Biologiya
Yuqorida sanab o'tilgan to'rtta fayldan pdb -ning boshlang'ich faylini odatda Protein Data Bank orqali olish mumkin, va ma'lum bir sinf molekulasi uchun parametr va topologiya fayllarini Internet orqali olish mumkin.
1 1-1 tuzilgan katalogga o'ting. Terminal oynasida siz CD buyrug'i yordamida kataloglarni o'zgartirishingiz mumkin. CD 1-1-build yozing. Siz kirgan katalog mazmunini ls yozish orqali ko'rishingiz mumkin. Bu papkada siz keyinchalik ishlatadigan ko'plab fayllarni topasiz.
Birinchidan, siz 1UBQ.pdb dan suv molekulalarini olib tashlaysiz va faqat oqsilning pdb faylini yaratasiz.

2 Terminal oynasida vmd yozib VMD -ni oching. namd-tutorial-files/1-1-build & gt vmd

3 Fayl yangi molekulasini bosish orqali 1UBQ.pdb -ni yuklang. VMD Asosiy oynasidagi menyu bandi. Molekulyar fayllar brauzerida Browse -dan foydalaning. 1UBQ.pdb faylini topish uchun tugma. Yuklash tugmachasini bosib yuklang.
E'tibor bering, Protein ma'lumotlar bankining rentgen tuzilmasida ubikuitinning vodorod atomlari mavjud emas. Buning sababi shundaki, rentgen kristallografiyasi odatda vodorod atomlarini aniqlay olmaydi. Siz psfgen bilan birga yaratadigan pdb fayli, psf bilan birga, strukturaning vodorod atomlari uchun taxmin qilingan koordinatalarni o'z ichiga oladi. Keyinchalik, oqsilni energiyani minimallashtirish ularning pozitsiyalarini oqilona bo'lishini ta'minlaydi.
4 Extensions Tk Console menyusi bandini va VMD TkCon oynasini tanlang. Siz 1-1-katalogda ekanligingizga ishonch hosil qiling. Agar yo'q bo'lsa, fayllar va kataloglarni ro'yxatga olish uchun ls buyrug'i va kataloglarni o'zgartirish uchun CD buyrug'i yordamida u erga o'ting. Keyin, quyidagi buyruqlarni kiriting:
ubq ni o'rnating [atomselect top protein]
$ ubq writepdb ubqp.pdb
(Har bir buyruqdan keyin Qaytish tugmachasini bosing.)
Oldingi bosqichda siz ubqp.pdb faylini yaratgansiz, u faqat ubiquitinning gidrogenisiz koordinatalarini o'z ichiga oladi, 1-1-katalogda.
5 Faylni o'chirish -ni tanlab VMD -dan chiqing.
6 Endi siz ubiquitinning psf faylini yaratasiz. E'tibor bering, VMD kengaytmali modellashtirishni avtomatik PSF quruvchisini bosish orqali VMD Asosiy menyusi orqali avtomatik psf fayl yaratuvchisini taklif qiladi. Sizga qanday bajarilishini aniq o'rgatish uchun biz psf faylini qo'lda yaratamiz. VMD ning psfgen to'plami bu borada juda foydali. Psf yaratish uchun siz avval pfgen faylini yaratasiz, u psfgen nishoni bo'ladi.
Matn muharririni ochish uchun terminal oynasida nedit kiriting. Quyidagi qatorlarni kiriting:
paketi psfgen talab qiladi
topologiya top_all27_prot_lipid.inp
pdbalias qoldiq HIS HSE
pdbalias ILE CD1 CD
segment U
coordpdb ubqp.pdb U
taxminiy so'zlar
writepdb ubq.pdb
writepsf ubq.psf
7 Buni yozgandan so'ng, Faylni saqlash tugmasini bosish orqali faylni saqlang. Siz 1-1-katalog katalogida ekanligingizga ishonch hosil qiling va fayl nomini ubq.pgn sifatida kiriting. Fayl chiqish tugmasini bosish orqali matn muharriridan chiqing.

1 -qator: Siz VMD ichida psfgen bilan ishlaysiz. Bu satr psfgen paketini VMD tomonidan chaqirishga ruxsat berilishini talab qiladi.

2 -qator: topologiya faylini yuklang top_all27_prot_lipid.inp
3 -qator: histidin qoldiq nomini topologiya faylida topilgan to'g'ri nomga o'zgartiring. HSE - yon guruhining protonlanish holatiga asoslangan histidin uchun uchta ismdan biri. Qo'shimcha ma'lumot olish uchun quyidagi fan qutisiga qarang.
4 -qator: Izolösin qoldiqlarida "CD1" (uglerod) deb nomlangan atom "CD" deb o'zgartirildi, uning to'g'ri nomi topologiya faylidan. Izoleysin faqat bitta uglerod atomiga ega bo'lganligi sababli, psf fayli "CD" dan keyin raqamli yorliqni ishlatmaydi.
5 -qator: Ubqp.pdb dan barcha atomlarni o'z ichiga olgan U deb nomlangan segment yaratiladi. Segment buyrug'i vodorod atomlarini ham qo'shadi.
6 -qator: Koordinatalar ubqp.pdb dan o'qiladi va qoldiq va atom nomlari mos keladi. Eski segment yorliqlari "U" segmentining yangi yorlig'i bilan almashtiriladi.
7 -qator: Yo'qolgan atomlarning koordinatalari (gidrogenlar kabi) topologiya faylidagi qoldiq ta'riflari asosida taxmin qilinadi.
8 -qator: Barcha atomlarning, shu jumladan gidrogenlarning to'liq koordinatalariga ega bo'lgan yangi pdb fayli yoziladi.
9 -qator: Proteinning to'liq tuzilish ma'lumotiga ega bo'lgan psf fayli yoziladi.
8 Terminal oynasida (yana 1-1-katalogda ekanligingizga ishonch hosil qiling), quyidagi buyruqni kiriting.
Bu ubq.pgn faylidagi psfgen paketini ishga tushiradi va gidrogenlar bilan ubiquitinning psf va pdb faylini yaratadi.
Ekranda siz turli xil xabarlarni ko'rasiz. Ogohlantirishlar sizning molekulangizning uchlari bilan bog'liq va normaldir. Sizning tizimingizda 1231 ta atom va taxmin qilingan koordinatali 631 ta atom bo'lishi kerak.
Pimol tarkibida ba'zi bo'laklarga ega (aminokislotalar va oddiy funktsional guruhlar). Siz o'z qismlaringizni qo'shishingiz mumkin, masalan. shakar, shu tarzda:
Parcha sifatida ishlatmoqchi bo'lgan molekulani yarating. Uni & ltpymol_path & gt/data/chempy/fragments .pkl fayli sifatida saqlang.
Parchani qo'shmoqchi bo'lgan atomni (ctrl-middle) tanlang. Bu odatda vodorod atomi bo'ladi (u chiqariladi). Keyin buyruqni ishlating:
bu erda my_fragment_name-pkl-faylning nomi (w/o .pkl kengaytmasi) va 11-fragmentdagi bog'lovchi (vodorod) atomining raqami. Bu raqamni aniqlash uchun '[L] abel' -& gt 'atom identifikatorlari' -& gt 'index' tugmasini bosing va kerakli vodorod atomini tanlang.
Agar siz bo'lak uchun menyu elementini xohlasangiz, uni & ltpymol_path & gt/modules/pmg_tk/skins/normal/__ init__.py ga qo'yishingiz mumkin, lekin men buni sinab ko'rmaganman.