Pràctica 2. Visualització de molècules

1. Apartat 4.3.2. Geometria peptídica i diagrama de Ramachandran

A partir del model tridimensional d'un fragment peptídic determinat mitjançant el programari de visualització molecular:

a.

Identifiqueu els aminoàcids situats a les posicions 4 i 5 de la cadena i anoteu les distàncies interatòmiques dels enllaços principals indicats ($C_\alpha-C_\alpha$, enllaç peptídic, $N_{\text{enllaç}}-C_\alpha$, $C_{\text{enllaç}}-O$ i $C-C_\alpha$).

Nº aminoàcid · Nom de l'aminoàcid

4

5

Tipus d'enllaç · Distància (Å)

$C_\alpha-C_\alpha$ · Å

Enllaç peptídic (C-N) · Å

$N_{\text{enllaç}}-C_\alpha$ · Å

$C_{\text{enllaç}}-O$ · Å

$C-C_\alpha$ · Å

b.

Observeu la conformació del fragment peptídic generat:

c.

A partir de l'esquema de torsió i angles d'enllaç adjunt, determineu els valors dels angles de torsió de la cadena principal ($\phi$ i $\psi$) per als residus 3, 4 i 5, així com els angles d'obertura $\alpha_1$, $\alpha_2$ i $\alpha_3$ al voltant de l'enllaç peptídic:

$\phi_3$ · $\psi_3$ · $\phi_4$ · $\psi_4$ · $\phi_5$ · $\psi_5$ · $\alpha_1$ · $\alpha_2$ · $\alpha_3$

°

· °

· °

· °

· °

· °

· °

· °

· °

d.

Representeu les coordenades de conformació angular en un gràfic de Ramachandran i assenyaleu amb precisió la ubicació corresponent als residus Gln3, Gly4 i Thr5:

2. Apartat 4.3.3. Estructura terciària i barril beta

Examineu l'estructura terciària de la proteïna objecte d'estudi i responeu a les següents qüestions:

a.

Indiqueu el nombre total de subunitats, la classificació general de l'estructura terciària, i el recompte d'hèlixs $\alpha$ i fulles $\beta$ presents a la cadena A:

Paràmetre · Valor / Descripció

Nombre de subunitats

Tipus d'estructura terciària

Nombre d'hèlixs $\alpha$ (cadena A)

Nombre de fulles $\beta$ (cadena A)

b.

Les cadenes que conformen el motiu de fulla $\beta$ posseeixen una disposició paral·lela o antiparal·lela?

c.

Visualitzeu l'estructura del bidó o barril $\beta$ mostrant els enllaços per pont d'hidrogen que estabilitzen el nucli:

d.

Establiu la distribució preferencial dels aminoàcids segons la seva polaritat (hidrofòbics o polars) respecte a la localització interna o externa de la proteïna:

Polaritat dels residus · Localització (Dins / Fora)

Hidrofòbics (apolars)

Polars (hidrofílics)

Apartat 4.3.4. Estudi estructural i centre actiu del lisozim

A partir del fitxer PDB del lisozim, analitzeu la seva seqüència primària, la seva organització tridimensional i el seu mecanisme catalític:

3. Apartat 4.3.4. Estudi estructural i centre actiu del lisozim

A partir del fitxer PDB del lisozim, analitzeu la seva seqüència primària, la seva organització tridimensional i el seu mecanisme catalític:

a)

Indiqueu el nombre total d'aminoàcids que componen la molècula de lisozim, així com la identitat dels residus terminals N-terminal ($N_t$) i C-terminal ($C_t$) de la subunitat A.

Paràmetre

Valor

Nombre d'aminoàcids del lisozim

Aminoàcid N-terminal ($N_t$) de la subunitat A

Aminoàcid C-terminal ($C_t$) de la subunitat A

b)

Quants ponts disulfur conté l'estructura? Completeu l'esquema de la cadena identificant les parelles de cisteïnes implicades en cada enllaç covalent:

Nombre de ponts disulfur:

Indiqueu les quatre parelles de cisteïnes implicades en els ponts disulfur (ex. Cys6-Cys127):

f)

Classifiqueu els següents residus del lisozim segons el seu comportament hidrofòbic o polar a l'estructura tridimensional:

Nom de l'AA

Número

Comportament

Apartat 4.3.4. Estudi estructural i centre actiu del lisozim

A partir del fitxer PDB del lisozim, analitzeu la seva seqüència primària, la seva organització tridimensional i el seu mecanisme catalític:

Apartat 4.3.4. Estudi estructural i centre actiu del lisozim (continuació)

c)

Què representa l'estructura central visualitzada mitjançant esferes a la zona d'unió del lisozim?

d)

Quins elements d'estructura secundària conformen el centre actiu de l'enzim?

e)

Quins residus concrets actuen com a aminoàcids catalítics principals? A quina estructura secundària pertany cadascun d'ells? Observeu les representacions del lisozim i del seu centre actiu:

4 Apartat 4.3.5. Ponts d'hidrogen i arxiu hbond.txt

A partir de l'anàlisi dels ponts d'hidrogen realitzada amb el programari i de la informació continguda en l'arxiu d'eixida hbond.txt:

a.

En quin tipus d'elements d'estructura secundària es localitzen aquests enllaços per pont d'hidrogen (hèlixs $\alpha$, fulles $\beta$ o girs $\beta$)?

b.

Interpreteu el contingut de les primeres línies de registre extretes del fitxer hbond.txt obtingut per a la molècula PDB 9lyz:

Finding intermodel H-bonds

Finding intramodel H-bonds

Constraints relaxed by 0.4 angstroms and 20 degrees

Models used:

#0 9lyz

H-bonds (donor, acceptor, hydrogen, D..A dist, D-H..A dist):

LYS 1.A N THR 40.A OG1 no hydrogen 3.158 N/A

LYS 1.A N HOH 150.A O no hydrogen 3.336 N/A

LYS 1.A N HOH 151.A O no hydrogen 2.937 N/A

LYS 1.A N HOH 169.A O no hydrogen 3.254 N/A

LYS 1.A NZ GLU 7.A OE2 no hydrogen 2.960 N/A

PHE 3.A N PHE 38.A O no hydrogen 2.742 N/A

GLY 4.A N GLU 7.A OE1 no hydrogen 3.379 N/A

CYS 6.A N HOH 140.A O no hydrogen 2.849 N/A

LEU 8.A N GLY 4.A O no hydrogen 2.955 N/A

ALA 9.A N ARG 5.A O no hydrogen 3.230 N/A