WERKEN MET HET CMBI-MATERIAAL/YASARA

Introductie Yasara

Yasara is een programma om eiwitmoleculen te bekijken en te manipuleren. Het is grotendeels in Nederland ontwikkeld door Elmar Krieger. Je krijgt hier een snelle introductie in het programma. Je kunt de hiervoor benodigde file op twee manieren openen:

  1. Ga naar de G-schijf via 'My Computer' en vervolgens naar de map 'Biologie en Medisch Laboratoriumonderzoek' > map 'Yasara' > map 'sce' en dubbelklik de file 'introduction.sce'. De 'Open with...' pop-up van Windows verschijnt. Klik hierin op de knop 'Other...'. Ga vervolgens weer naar de map 'Yasara' en dubbelklik het Yasara-icoon. Als het goed is, wordt nu de file geopend in Yasara en kun je met het verschijnende molecuul aan de slag via onderstaande aanwijzingen.
  2. Ga naar de G-schijf via 'My Computer' en vervolgens naar de map 'Biologie en Medisch Laboratoriumonderzoek' > map 'Yasara'. Dubbelklik het Yasara-icoon. Vervolgens kun je een molecuul inladen via het menu aan de linkerbovenkant van het venster. File > Load > Complete scene. Navigeer naar de map 'Yasara' en vervolgens naar de map 'sce'. Kies het bestand introduction.sce en klik op OK.

Je ziet nu de structuur van een peptide met de sequentie Asp-His-Arg-Gly-Gly-Met-Lys-Tyr in de zogenaamde Ball and stick weergave. Dit houdt in dat je de individuele atomen en de bindingen daartussen kunt zien. Let op: de waterstofatomen worden niet weergegeven. Hieronder zie je een 2D weergave van hetzelfde peptide.
Om het peptide heen is een zogenaamd Van-der-Waalsoppervlak getekend. Dit geeft aan hoeveel ruimte de atomen werkelijk innemen; er is nauwelijks ruimte tussen de atomen.

De peptide, klik voor een grotere versie

Als je de muisaanwijzer in het onderste gedeelte van het Yasarascherm houdt, verschijnt de zogenaamde sequentiebalk. Hierin staan de aminozuren van het eiwit. Met de knop in de linker bovenhoek van de balk (die er uitziet als een blauwe punaise) zet je de sequentiebalk vast.

Als je op een aminozuur in de sequentiebalk klikt, gaat het Cα-atoom van dat aminozuur knipperen. Als je de Ctrl-toets inhoudt terwijl je klikt wordt je zelfs volautomatisch naar de juiste plaats in het eiwit gebracht. Met de muis kun je het eiwit manipuleren (probeer maar) door de muisknop in te houden:

De atomen zijn gekleurd naar atoomtype. Als je op ze klikt krijg je in het tekstveld aan de linkerkant van het venster extra informatie.

Opdracht:

  1. Bepaal welke atoomtypes (elementen) voorkomen in eiwitten aan de hand van deze lijst met aminozuren of uit je hoofd.
  2. Bekijk in Yasara welke elementen horen bij de kleuren rood, donkerblauw, groen en lichtblauw. 
  3. In deze weergave zijn chemische (covalente) bindingen aangegeven als korte stokjes van een bepaalde kleur. Gebruik de lijst met aminozuurstructuren om aan te geven wat het verschil is tussen de gele en de witte bindingen.

In de 3D-structuur zijn drie soorten interacties weergegeven. Hiervoor zijn staafjes in de kleuren groen, blauw en oranje gebruikt. We hebben het in deze lessen nog niet gehad over de interacties die leiden tot tertiaire structuur, maar hopelijk weet je hier nog iets over van vorig jaar (2e jaars) of uit je vooropleiding (versnelden).

Opdracht: Geef voor elke kleur aan om welk type interactie het volgens jou gaat.

Meer leren over hoe je Yasara gebruikt, kun je hier.

Secundaire structuur

Alfa-helix

Load the file HELIX.pdb in Yasara. This is obviously not a real protein, but someting we made up to make it easy for you to get used to looking at protein structures.

1. Hoeveel aminozuren bevinden zich in 1 draai (turn) van de alfa-helix?

2. Welk regelmatig patroon zit er in de H-bruggen van de alfa-helix?

3. Zijn alle H-bruggen in deze alfa-helix zoals je ze verwacht? Leg uit.

4. Write down the sequence of this helix

5. Describe the distribution of hydrophobic and hydrophilic residues. Bekijk dit in de 3D-figuur en geef dit aan in de sequentie uit 3.

Antiparallelle beta-sheet

Load the file BETA1.pdb in yasara. This is obviously not a real protein, but someting we made up to make it easy for you to get used to looking at protein structures.

1. Waarom is dit een antiparallelle beta-sheet?

2. Teken een antiparallelle beta-sheet en geef de H-bruggen aan. Teken alleen de backbone-atomen en geef zijgroepen aan met R.

3. Wat zijn de karakteristieken van H-bruggen in een antiparallelle beta-sheet?

4. Write down the sequences of both strands.

5. Describe the distribution of hydrophobic and hydrophilic residues.

Parallelle beta-sheet

Load the file BETA2.pdb in yasara. This is obviously not a real protein, but someting we made up to make it easy for you to get used to looking at protein structures.

Beantwoord dezelfde vragen als hierboven, maar dan voor de parallelle beta-sheet.

Turns

Helaas verdwenen. Hiernaar ga ik nog op zoek. Veel voorkomende aminozuren in turns: Gly, Pro, Asp, Asn, Ser