ΚΑΡΒΟΞΥΠΕΠΤΙΔΑΣΗ Α: ΜΕΛΕΤΗ ΧΗΜΙΚΩΝ ΚΑΙ ΔΟΜΙΚΩΝ ΙΔΙΟΤΗΤΩΝ

Στην άσκηση αυτή θα χρησιμοποιηθεί το πρόγραμμα RasMol για να γνωρίσετε μερικές από τις χημικές και δομικές ιδιότητες του ενζύμου καρβοξυπεπτιδάση Α.

Η καρβοξυπεπτιδάση Α είναι ένα προτεολυτικό ένζυμο που καταλύει την αντίδραση:

Το ένζυμο αποτελείται από μία πολυπεπτιδική αλυσίδα με 307 αμινοξέα. Τα αμινοξέα που πιστεύεται ότι συμετέχουν στον μηχανισμό της αντίδρασης είναι τα: Glutamate 270, Arginine 145, Arginine 127, και Tyrosine 248.

Βήμα 1: Ενεργοποιείστε το RasMol.

Ενεργοποιείστε το RasMol. Κάντε click στο εικονίδιο του RasMol (δεξιά).

Η εικόνα του ενζύμου θα εμφανιστεί στο παράθυρο του προγράμματος. Συνήθως χρειάζονται λίγα λεπτά για να ολοκληρωθεί η διαδικασία.

Στο ενεργοποιημένο παράθυρο του προγράμματος θα εμφανιστεί η γραμμή εντολών του RasMol: (RasMol>), που μπορείτε να εισάγετε κατάλληλες εντολές.

Βήμα 2: Δισουλφιδικός δεσμός.

Για να εντοπίσετε τις κυστεϊνες που υπάρχουν στο ένζυμο και να διακρίνεται αυτές που σχηματίζουν δισουλφυδικό δεσμό θα πρέπει να πληκτρολογήσετε τις ακόλουθες εντολές στη γραμμή εντολών του RasMol:

select sulphur (enter)

Με την εντολή αυτή γίνεται επιλογή όλων των κυστεϊνών του ενζυμικού μορίου.

colour yellow (enter)

Όλες οι κυστεϊνες έχουν χρωματιστεί κίτρινες.

cpk (enter)

Εμφανίζεται το μοντέλο του ενζύμου σε CPK μορφή. Μπορείτε με τη βοήθεια του cursor να κάνετε click πάνω σε κάθε άτομο θείου. Στο ενεργοποιημένο παράθυρο του προγράμματος θα εμφανιστεί η γραμμή εντολών του RasMol με τον αριθμό του κάθε αμινοξέος.

cpk off (enter).

Βήμα 3: Υδρόφοβα και πολικά αμινοξέα.

Μπορείτε να συγκρίνεται και να εντοπίσετε την θέση που κατέχουν τα υδρόφοβα ή πολικά αμινοξέα στο πρωτεϊνικό μόριο. Μπορείτε με τη βοήθεια του cursor να περιστρέφεται το ενζυμικό μοντέλο ώστε να βλέπεται κάθε φορά τις αλλαγές που πραγματοποιούνται.

Πληκτρολογήστε τις ακόλουθες εντολές στη γραμμή εντολών του RasMol:

select all (enter)

Γίνεται επιλογή όλων των αμινοξέων

colour white

Όλα τα αμινοξέα χρωματίζονται λευκά

select hydrophobic (enter)

Επιλέγονται όλα τα αμινοξέα με υδρόφοβες πλευρικές αλυσίδες

cpk (enter)

Εμφανίζεται το μοντέλο του ενζύμου σε CPK μορφή.

select polar (enter)

Επιλέγονται όλα τα αμινοξέα με πολικές πλευρικές αλυσίδες

colour red (enter)

Όλα τα πολικά αμινοξέα χρωματίζονται λευκά

cpk (enter)

Σχολιάστε την θέση που εντοπίζονται τα πολικά και υδρόφοβα αμινοξέα.

Βήμα 4. Χημικές ιδιότητες.

Μπορείτε να συγκρίνεται και να εντοπίσετε την θέση που κατέχουν τα όξινα ή βασικά αμινοξέα στο πρωτεϊνικό μόριο. Πληκτρολογήστε τις ακόλουθες εντολές στη γραμμή εντολών του RasMol:

select all (enter)

cpk off (enter)

colour yellow (enter)

select acidic (enter)

Επιλέγονται τα όξινα αμινοξέα

colour red (enter)

Τα όξινα αμινοξέα χρωματίζονται κόκκινα

select basic (enter)

Tα βασικά αμινοξέα χρωματίζονται μπλε

select hydrophobic (enter)

colour magenta (enter)

cpk (enter)

Τι παρατηρείτε σχετικά με τις θέσεις που εμφανίζονται τα όξινα και βασικά αμινοξέα;

Βήμα 5: Δομικές ιδιότητες.

Στο μέρος αυτό της άσκησης θα εντοπίσετε τις διαφορετικές μορφές δευτεροταγούς δομής (π.χ. α-έλικα, β-έλασμα) που εμφανίζονται στο ενζυμικό μόριο.

Πληκτρολογήστε τις ακόλουθες εντολές στη γραμμή εντολών του RasMol:

select all (enter)

cpk off (enter)

colour yellow (enter)

select helix (enter)

colour magenta (enter)

ribbon (enter)

Πόσες περιοχές με δομή α-έλικες μπορείτε να δείτε;

Πληκτρολογήστε τις ακόλουθες εντολές στη γραμμή εντολών του RasMol:

select all (enter)

ribbon off (enter)

colour yellow (enter)

select sheet (enter)

colour redorange (enter)

ribbon (enter)

Πόσες περιοχές με δομή β-ελάσματος μπορείτε να δείτε;

Πληκτρολογήστε τις ακόλουθες εντολές στη γραμμή εντολών του RasMol:

select all (enter)

ribbon off (enter)

colour yellow (enter)

select turns (enter)

colour cyan (enter)

ribbon (enter)

Πόσες περιοχές με β-turn δομή β-ελάσματος μπορείτε να δείτε;

Μπορείτε να βάλετε όλες μορφές δευτεροταγούς δομής σε μία απεικόνιση. Πληκτρολογήστε τις ακόλουθες εντολές στη γραμμή εντολών του RasMol:

select all (enter)

colour yellow (enter)

select turns (enter)

colour cyan (enter)

select helix (enter)

colour magenta (enter)

select sheet (enter)

colour redorange (enter)

select all (enter)

ribbon (enter)

Μπορείτε να διαλέξετε μία μόνο α-έλικα και να εξετάσετε την παρουσία δεσμών υδρογόνου. Πληκτρολογήστε τις ακόλουθες εντολές στη γραμμή εντολών του RasMol:

select all (enter)

ribbon off (enter)

colour yellow (enter)

restrict 13-32 (enter)

Μπορείτε να δείτε την έλικα που αποτελείται από τα αμινοξέα 13 έως 32.

hbonds (enter)

Οι δεσμοί υδρογόνου εμφανίζονται σαν διακεκομμένες γραμμές.

select oxygen (enter)

colour red (enter)

select nitrogen (enter)

colour blue (enter)

ribbon (enter)

Τα άτομα οξυγόνου και αζώτου χρωματίζονται κόκκινα και μπλε αντίστοιχα.

Βήμα 6. Τερματισμός της άσκησης.

Στο ενεργοποιημένο παράθυρο του προγράμματος επιλέξτε την εντολή quit.