Para la realización de este ejercicio se ha implementado la función writePDB que permite la escritura de todos los campos que definen a un átomo en un PDB con la misma estructura de texto. Como resultado devuelve un texto en formato TStrings que se puede introducir en un memo para después guardarlo en un archivo que puede ser leído e interpretado por Rasmol.
En concreto, el programa desarrollado lleva a cabo la creación de un archivo donde se recogen todos los campos que caracterizan a los carbonos alfa de la proteína y permite guardarlos en un archivo. A continuación, lleva a cabo la creación de los comandos necesarios para que Rasmol represente estos carbonos alfa en modo spacefill y estén coloreados según sus factores de temperatura. El propio programa es capaz de llamar a Rasmol y producir la apertura de la proteína junto a los comandos de interés.
Los factores de temperatura, también llamados factores B, describen el desplazamiento de las posiciones atómicas respecto al valor de la media. Cuanto más flexible sea este átomo, mayor será su desplazamiento respecto a la media. Normalmente, las áreas de la proteína que tienen unos mayores valores de factor B se corresponden a regiones con una alta flexibilidad en su estructura tridimensional.[1] En la mayoría de los programas, como en Rasmol, un factor de temperatura elevado está asociado a un color rojo y un factor de temperatura bajo al color azul, mientras que los factores intermedios se encuentran en una gama entre ambos colores.
Todas las proteínas presentan una flexibilidad inherente que les permite llevar a cabo su función gracias a la interacción con otras moléculas u proteínas.[2] Generalmente, la interacción entre una proteína y una molécula se produce por aquellas regiones en las que la flexibilidad es mayor. Sin embargo, como se va a observar en este ejercicio, esta interacción no es siempre en las zonas más flexibles de la proteína.
Debido a que, como se ha comentado en la revisión bibliográfica, la regulación de la especificidad y localización de la proteína de estudio es llevada a cabo principalmente a través de la interacción con una serie de subunidades reguladoras, un estudio de los factores de temperatura de la proteína asignada puede ser muy interesante.
La imagen resultante al ejecutar el programa se muestra en la figura 1. La distribución de los factores de temperatura de la figura 1A muestra que la parte superior de la figura tiene un grado de flexibilidad muy bajo, mientras que la parte inferior tiene un grado de flexibilidad mayor, con tres protuberancias en los que la flexibilidad es aún mayor. Esta mayor flexibilidad podría indicar que son las zonas en las que se produce la interacción, que son zonas con menos restricciones al estar expuestas hacia el exterior o tener otra función que aún se desconoce. Para comprobar si se corresponden con zonas de interacción con otras moléculas ya descritas, se va a realizar una comparación con los residuos encontrados en la bibliografía que participan en la interacción con subunidades reguladoras.
Figura 1. Representación de la proteína en Rasmol obtenida a través del programa desarrollado. La figura B es una imagen de la visualización desde abajo de la figura A.
El extremo protuberante formado por los aminoácidos Asn271-Asp277, que ha sido asociado a la interacción con subunidades reguladoras, tiene un factor de temperatura elevado, como se muestra en la figura 2. Esto quiere decir que para que la interacción se produzca,debe haber un ajuste de la posición de los átomos de la proteína (modelo del ajuste inducido).
Figura 2. En la figura A se representan todos los carbonos alfa coloreados según su factor de temperatura, mientras que en la figura B se han destacado los carbonos alfa de Asn271-Asp277. Como se puede observar, están asociados a factores de temperatura elevados.
Sin embargo, esta asociación no se ha encontrado en el caso de la hendidura de unión al motivo RVxF, que participa en la interacción con subunidades reguladoras como NIPP1 o MYPT1. En este caso, los átomos de la hendidura no tenían un factor de temperatura elevado, como se puede observar en la figura 3. Esto podría indicar que la distribución de átomos de átomos de la hendidura de unión al motivo RVxF y el motivo RVxF se ajusta perfectamente y no es necesaria la flexibilidad de esta zona. De esta forma, se ajustaría mejor al modelo llave-cerradura.
Figura 3. En la figura A se representan todos los carbonos alfa coloreados según su factor de temperatura, mientras que en la figura B se han destacado los carbonos alfa de la hendidura de unión al motivo RVxF. Como se puede observar, están asociados a factores de temperatura bajos.
El mismo resultado se ha encontrado en los residuos que interactúan con la hélice alfa de NIPP1. De hecho, estos residuos se encuentran en la zona más estática de la proteína, como se puede observar en la figura 4.
Figura 4. En la figura A se representan todos los carbonos alfa coloreados según su factor de temperatura, mientras que en la figura B se han destacado los carbonos alfa que interaccionan con la hélice alfa de NIPP1. Como se puede observar, están asociados a factores de temperatura bajos.
Lo mismo ocurre con los átomos del bolsillo hidrofóbico de PP1 que interactúa con los residuos del extremo C-terminal de NIPP1, los residuos asociados tienen unos factores de temperatura muy bajos, como se puede observar en la figura 5.
Figura 5. En la figura A se representan todos los carbonos alfa coloreados según su factor de temperatura, mientras que en la figura B se han destacado los carbonos alfa del bolsillo hidrófobico de PP1 que interaccionan con el extremo C-terminal de NIPP1. Como se puede observar, están asociados a factores de temperatura bajos.
Bibliografía
[1] The Protein Databank (PDB): File Format and Content
[2] Teilum, K., Olsen, J. G.
& Kragelund, B. B. Functional aspects of protein flexibility. Cell. Mol.
Life Sci. 66, 2231–47 (2009).
