Рентгеноструктурное исследование комплекса рибосомного белка TL5 с фрагментом рибосомной 5S РНК

• Автор: Федоров, Роман Витальевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 155 с. : ил.

1.1. Молекулярное замещение

1.1.1. Функции вращения

1.1.2. Функции трансляции

1.1.3. Методы 6мерного поиска

1.2. Изоморфное замещение и аномальное рассеяние

1.3. Уточнение структуры макромолекул

1.3.1 Метод наименьших квадратов МИК и его применение в кристаллографическом уточнении макромолекул

1.3.2. Проблема переопределенное задачи кристаллографического уточнения

1.3.3. Уточнение с ограничениями i и i

1.3.4. Достоверность кристаллографического уточнения

1.3.5. Критерии оценки качества атомной модели

1.3.5.1. Стандартный кристаллографический фактор
1.3.5.2. как критерий оценки качества модели в процессе уточнения
1.3.6. Улучшение фаз методом модификации плотности с использованием vii
1.3.7. Схемы и программы уточнения
1.3.7.1. Программы X и
1.3.7.2. Программа X
1.3.7.3. программа автоматического уточнения
белковых структур
1.4. Исследования рибосом и их компонентов рентгеноструктурным
методом
1.4.1. Рентгеноструктурный анализ рибосом и рибосомных субчастиц
1.4.1.1. Структура рибосомной субчастицы i i
с разрешением 5.5
1.4.1.2.Структура рибосомной субчастицы i i
с разрешением 4.5
1.4.1.3. Структура рибосомной субчастицы ii с разрешением 5.0
1.4.1.4. Структура рибосомы из i
с разрешением 7.8
1.4.2. Структура отдельных компонентов рибосом
1.4.3. Структурные исследования рибосомных белков
1.4.4. Структурные исследования рибосомной РНК
1.4.5. Пространственные структуры РНКбелковых комплексов
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Получение и кристаллизация комплекса 5
2.2. Нахождение условий замораживания кристаллов
2.3. Получение тяжелоатомных производных кристаллов 5II
2.4. Сбор дифракционных данных
2.5. Решение проблемы фаз
2.6. Определение и уточнение структуры
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Структура белка 5 в связанном состоянии
3.2. Структура 5 рРНК в связанном состоянии .
3.3. Взаимодействия РНКбелок в составе комплекса
3.4. Изучение устойчивости контактной плоскости
концевого домена 5
3.5. Взаимодействие рРНКрРНК в кристалле
3.6. Сравнение структур комплексов 5 и ГрРНК
3.7. Сравнение структуры 5 с другими известными
структурами белков
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БЛАГОДАРНОСТИ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ


Ду, количество членов ряда разложения но функциям ФурьеБесссля и некоторые другие. Современные компьютерные мощности позволяют, даже в случае больших элементарных ячеек и низкой симметрии, использовать достаточно малый шаг по углам Эйлера меньше Г и включать в расчет сферические гармоники высоких порядков. Как упоминалось ранее, старговым приближением для значения гт1п может служить величина 2А, а для гтах оно выбирается исходя из размеров минимального прямоугольного параллелепипеда, в который вписывается модель. Обычно, в качестве стартового приближения для гтах берут от 0. Диапазон разрешения, в котором проводится расчет функции вращения, зависит от процента содержания белка в кристалле и от качества модели. А, а для максимальной границы это значение можно грубо оценить пользуясь эмпирическим правилом с1тахЪ где р ожидаемое среднеквадратичное отклонение координат модели от истинной структуры неизвестной молекулы. Точность расчет функции вращения может быть увеличена путем использования так называемой прямой функции вращения 5, . Прямая функция вращения отличается от других функций вращения тем, что в данном случае модель помещается в элементарную ячейку с симметрией Р1, которая имеет те же параметры и углы, что и ячейка кристалла неизвестной структуры. Рассчитанную по такой модели функцию Паттерсона Рт можно напрямую сравнивать с Рх, не ограничивая область интегрирования, для того чтобы исключить перекрывания с началом следующей ячейки иаттерсоновского пространства. Таким образом, можно использовать все внутримолекулярные векторы модели. Оператор О при этом действует не на функцию Паттерсона, а непосредственно на координаты модели. Р1. К достоинствам применения прямой функции вращения относится высокая точность и вероятность получения правильного решения, что особенно актуально, если гомология первичной структуры модели и неизвестной молекулы невысока. Недостатком данного подхода является значительное увеличение вычислительных затрат по сравнению с функцией вращения, определенной уравнением 2. Для одной и той же задачи расчет прямой функции вращения может занимать по крайней мерс на порядок больше времени, чем расчет
функции вращения в прямом пространстве в соответствии с уравнением 1 1. Эту трудность отчасти можно обойти за счет разбиения процедуры расчета максимумов прямой функции вращения на два этапа грубый расчет с большим шагом для оператора например, шаг может быть около 5 по углам Эйлера при максимальном разрешении А, а затем более точная оптимизация в окрестности найденых максимумов. Тем не менее, даже в этом случае время расчета прямой функции вращения остается сопоставимым с временными затратами современных методов 6мерного поиска решения задачи молекулярного замещения. Данный продход был реализован Брюнгером в таких широкоиспользусмых на сегодняшний день пакетах программ как X и . Анализ максимумов позволяет не только выявить наиболее вероятные ориентации модели в ячейке кристалла неизвестной молекулы, но и в случае нескольких молекул в независимой части элементарной ячейки найти операции точечной некристалло1рафической симметрии, связывающие ориентации этих молекул. Такого рода антиз можно провести с помощью программы из комплекса ССР4 , в пакетах X и , а также с помощью написанной автором программы , которая позволяет расчитывать все возможные операции, связывающие ориентации, соответствующие максимумам , в представлении углов Эйлера, сферических углов и матриц вращения. Иногда найти операции точечной некристаллографической симметрии можно с помощью так называемой собственной функции вращения, которая получается, если в уравнениях определяющих заменить функцию Паттерсона модели Рт на экспериментальную Рх. Однако, такой подход часто оказывается менее эффекгивным, чем вышеописанный при условии, что качество модели не слишком низкое, изза наличия шума в экспериментальной функции Паттерсона. Иногда удастся снизить уровень шума в Рх путем исключения из экспериментального набора данных слабых рефлексов, для которых , 0, где значение обычно выбирают в интервале от 5 до .