16
FFI0776 FFI0776 Modelagem e Modelagem e Engenharia de Proteínas Engenharia de Proteínas Prof Rafael V C Guido Prof Rafael V C Guido Prof . Rafael V . C. Guido Prof . Rafael V . C. Guido [email protected] [email protected] Aula 03 Aula 03 Bacharelado em Ciências Físicas e Biomoleculares Bacharelado em Ciências Físicas e Biomoleculares Bacharelado em Ciências Físicas e Biomoleculares Bacharelado em Ciências Físicas e Biomoleculares Instituto de Física de São Carlos Instituto de Física de São Carlos USP USP Objetivos Objetivos Arquivo PDB Características Características Qualidade e Validação Estrutural Parâmetros de avaliação Servidores para validação Erros em estruturas cristalográficas Arquivo PDB Arquivo PDB Arquivo .pdb Arquivo .pdb O formato .pdb é um arquivo de texto com estrutura fixa que contém: coordenadas atômicas; coordenadas atômicas; características química e bioquímicas; detalhes experimentais da determinação estrutural; características estruturais características estruturais estrutura secundária, ligações de hidrogênio e sítio de ligação

Arquivo PDB Prof - USP PDB Características – Características ... RESOLUTION. 2.80 RANGE ... 88 1

  • Upload
    doanque

  • View
    273

  • Download
    8

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Arquivo PDB Prof - USP PDB Características – Características ... RESOLUTION. 2.80 RANGE ... 88 1

FFI0776 FFI0776 ‐‐Modelagem e Modelagem e ggEngenharia de ProteínasEngenharia de Proteínas

Prof Rafael V C GuidoProf Rafael V C GuidoProf. Rafael V. C. GuidoProf. Rafael V. C. [email protected]@ifsc.usp.br

Aula 03Aula 03Bacharelado em Ciências Físicas e BiomolecularesBacharelado em Ciências Físicas e BiomolecularesBacharelado em Ciências Físicas e BiomolecularesBacharelado em Ciências Físicas e Biomoleculares

Instituto de Física de São Carlos Instituto de Física de São Carlos ‐‐ USPUSP

ObjetivosObjetivos

• Arquivo PDBCaracterísticas– Características

• Qualidade e Validação Estrutural– Parâmetros de avaliação– Servidores para validaçãop ç– Erros em estruturas cristalográficas

Arquivo PDBArquivo PDBArquivo .pdbArquivo .pdb

O formato .pdb é um arquivo de texto com estrutura fixa p qque contém: 

coordenadas atômicas;– coordenadas atômicas;– características química e bioquímicas;– detalhes experimentais da determinação estrutural;– características estruturaiscaracterísticas estruturais 

• estrutura secundária, ligações de hidrogênio e sítio de ligação

Page 2: Arquivo PDB Prof - USP PDB Características – Características ... RESOLUTION. 2.80 RANGE ... 88 1

Arquivo .pdb Arquivo .pdb –– Cabeçalho (HEADER)Cabeçalho (HEADER)HEADER    TRANSFERASE, HYDROLASE                  29‐SEP‐08   3EPS              TITLE     THE CRYSTAL STRUCTURE OF ISOCITRATE DEHYDROGENASE KINASE/PHOSPHATASE  TITLE    2 FROM E. COLI                                                         COMPND MOL ID: 1;COMPND    MOL_ID: 1;                                                            COMPND   2 MOLECULE: ISOCITRATE DEHYDROGENASE KINASE/PHOSPHATASE;               COMPND   3 CHAIN: A, B;                                                         COMPND   4 SYNONYM: IDH KINASE/PHOSPHATASE, IDHK/P;                             COMPND   5 EC: 2.7.11.5, 3.1.3.‐;                                               COMPND   6 ENGINEERED: YES                                                      SOURCE    MOL_ID: 1;                                                            SOURCE   2 ORGANISM_SCIENTIFIC: ESCHERICHIA COLI O157:H7;                       SOURCE   3 ORGANISM_TAXID: 83334;                                               SOURCE 4 STRAIN: K 12;SOURCE   4 STRAIN: K‐12;                                                        SOURCE   5 GENE: ACEK, ECS4934, Z5602;                                          SOURCE   6 EXPRESSION_SYSTEM: ESCHERICHIA COLI;                                 SOURCE   7 EXPRESSION_SYSTEM_TAXID: 562;                                        SOURCE   8 EXPRESSION_SYSTEM_STRAIN: DE3;                                       SOURCE   9 EXPRESSION_SYSTEM_VECTOR_TYPE: PLASMID                               KEYWDS    KINASE PHOSPHATASE, ATP‐BINDING, GLYOXYLATE BYPASS, KINASE,           KEYWDS   2 NUCLEOTIDE‐BINDING, PROTEIN PHOSPHATASE, TRICARBOXYLIC ACID CYCLE  KEYWDS   3 STRUCTURAL GENOMICS,KEYWDS 4 INITIATIVE BSGI TRANSFERASE HYDROLASEKEYWDS   4 INITIATIVE, BSGI, TRANSFERASE, HYDROLASE                             EXPDTA    X‐RAY DIFFRACTION                                                     AUTHOR    J.ZHENG,Z.JIA,MONTREAL‐KINGSTON BACTERIAL STRUCTURAL GENOMICS         AUTHOR   2 INITIATIVE (BSGI)                                                    REVDAT   2   30‐JUN‐10 3EPS    1       JRNL                                     REVDAT   1   14‐APR‐10 3EPS    0                                                JRNL        AUTH   J.ZHENG,Z.JIA                                                JRNL        TITL   STRUCTURE OF THE BIFUNCTIONAL ISOCITRATE DEHYDROGENASE       JRNL        TITL 2 KINASE/PHOSPHATASE.                                          JRNL REF NATURE V. 465 961 2010JRNL        REF    NATURE                        V. 465   961 2010              JRNL        REFN                   ISSN 0028‐0836                               JRNL        PMID   20505668                                                     JRNL        DOI    10.1038/NATURE09088                                     

Arquivo .pdb Arquivo .pdb –– Observações (REMARK)Observações (REMARK)

REMARK   2 RESOLUTION.    2.80 ANGSTROMS.                                       REMARK 3REMARK   3                                                                      REMARK   3 REFINEMENT.                                                          REMARK   3   PROGRAM     : CNS                                                  REMARK   3   AUTHORS     : BRUNGER,ADAMS,CLORE,DELANO,GROS,GROSSE‐BRUNGER,ADAMS,CLORE,DELANO,GROS,GROSSEREMARK   3               : KUNSTLEVE,JIANG,KUSZEWSKI,NILGES,PANNU,              REMARK   3               : READ,RICE,SIMONSON,WARREN                            REMARK   3                                                                      REMARK   3  REFINEMENT TARGET : NULL                                            REMARK   3                                                                      REMARK   3  DATA USED IN REFINEMENT.                                            REMARK   3   RESOLUTION RANGE HIGH (ANGSTROMS) : 2.80                           REMARK   3   RESOLUTION RANGE LOW  (ANGSTROMS) : 30.00 REMARK   3   DATA CUTOFF            (SIGMA(F)) : NULL                           REMARK   3   DATA CUTOFF HIGH         (ABS(F)) : NULL                           REMARK   3   DATA CUTOFF LOW          (ABS(F)) : NULL                           REMARK   3   COMPLETENESS (WORKING+TEST)   (%) : 86.5                           REMARK   3   NUMBER OF REFLECTIONS             : 45600REMARK   3                                                                      REMARK   3  FIT TO DATA USED IN REFINEMENT.                                     REMARK   3   CROSS‐VALIDATION METHOD          : NULL                            REMARK 3 FREE R VALUE TEST SET SELECTION NULLREMARK   3   FREE R VALUE TEST SET SELECTION  : NULL                            REMARK   3   R VALUE            (WORKING SET) : 0.233                           REMARK   3   FREE R VALUE                     : 0.268                           REMARK   3   FREE R VALUE TEST SET SIZE   (%) : NULL                            REMARK 3 FREE R VALUE TEST SET COUNT : 43301REMARK   3   FREE R VALUE TEST SET COUNT      : 43301                           REMARK   3   ESTIMATED ERROR OF FREE R VALUE  : NULL                            

Arquivo .pdb Arquivo .pdb –– Observações (REMARK)Observações (REMARK)REMARK 200 EXPERIMENTAL DETAILS                                                 REMARK 200  EXPERIMENT TYPE                : X‐RAY DIFFRACTION                  REMARK 200 DATE OF DATA COLLECTION : NULLREMARK 200  DATE OF DATA COLLECTION        : NULL                               REMARK 200  TEMPERATURE           (KELVIN) : 100                                REMARK 200  PH                             : 7.0                                REMARK 200  NUMBER OF CRYSTALS USED        : 1                                  REMARK 200  SYNCHROTRON              (Y/N) : Y                                   Coleta de dados( / )REMARK 200  RADIATION SOURCE               : CHESS   (Cornell High Energy Synchrotron Source)REMARK 200  BEAMLINE                       : F1                                 REMARK 200  X‐RAY GENERATOR MODEL          : NULL                               REMARK 200  WAVELENGTH OR RANGE        (A) : 0.919                              REMARK 200  DETECTOR TYPE                  : CCD                                REMARK 200  DETECTOR MANUFACTURER          : ADSC QUANTUM 270                   REMARK 200  INTENSITY‐INTEGRATION SOFTWARE : HKL‐2000                           REMARK 200  DATA SCALING SOFTWARE          : HKL‐2000                           REMARK 200  NUMBER OF UNIQUE REFLECTIONS   : 45600                              REMARK 200  RESOLUTION RANGE HIGH      (A) : 2.800                              REMARK 200  RESOLUTION RANGE LOW       (A) : 30.000                             REMARK 200  COMPLETENESS FOR RANGE     (%) : 86.5                               REMARK 200 DATA REDUNDANCY 4 200REMARK 200  DATA REDUNDANCY                : 4.200                              REMARK 200  R MERGE                    (I) : 0.09700                            REMARK 200  R SYM                      (I) : NULL                               REMARK 200  <I/SIGMA(I)> FOR THE DATA SET  : 305.7000                           REMARK 200 HIGHEST RESOLUTION SHELL RANGE HIGH (A) : 2 80

Integração e escalonamento dos dadosREMARK 200  HIGHEST RESOLUTION SHELL, RANGE HIGH (A) : 2.80                     

REMARK 200  HIGHEST RESOLUTION SHELL, RANGE LOW  (A) : 2.90                     REMARK 200  COMPLETENESS FOR SHELL     (%) : 96.6                               REMARK 200  DATA REDUNDANCY IN SHELL       : 4.10                                     REMARK 200 <I/SIGMA(I)> FOR SHELL : 1 400

dos dados

REMARK 200  <I/SIGMA(I)> FOR SHELL         : 1.400                              REMARK 200 METHOD USED TO DETERMINE THE STRUCTURE: SAD                          REMARK 200 SOFTWARE USED: SHARP                                                 REMARK 200 STARTING MODEL: NULL 

Arquivo .pdb Arquivo .pdb –– Observações (REMARK)Observações (REMARK)

REMARK 280 CRYSTAL                                                              REMARK 280 SOLVENT CONTENT, VS   (%): 67.89                                     REMARK 280 MATTHEWS COEFFICIENT, VM (ANGSTROMS**3/DA): 3.83                     REMARK 280                                                                      REMARK 280 CRYSTALLIZATION CONDITIONS: 12% PEG8000, 0.2M MAGNESIUM CHLORIDE,    REMARK 280  0.1M MES, PH 7.0, VAPOR DIFFUSION, HANGING DROP, TEMPERATURE 298K   REMARK 290                                                                      REMARK 290 CRYSTALLOGRAPHIC SYMMETRY                                            REMARK 290 SYMMETRY OPERATORS FOR SPACE GROUP: P 41 21 2                        REMARK 290                                                                      REMARK 290 SYMOP SYMMETRYREMARK 290      SYMOP   SYMMETRY                                                REMARK 290     NNNMMM   OPERATOR                                                REMARK 290       1555   X,Y,Z                                                   REMARK 290       2555   ‐X,‐Y,Z+1/2                                             REMARK 290 3555 Y+1/2 X+1/2 Z+1/4REMARK 290       3555   ‐Y+1/2,X+1/2,Z+1/4                                      REMARK 290       4555   Y+1/2,‐X+1/2,Z+3/4                                      REMARK 290       5555   ‐X+1/2,Y+1/2,‐Z+1/4                                     REMARK 290       6555   X+1/2,‐Y+1/2,‐Z+3/4                                     REMARK 290 7555 YX ‐ZREMARK 290       7555   Y,X,‐Z                                                  REMARK 290       8555   ‐Y,‐X,‐Z+1/2                                            

Page 3: Arquivo PDB Prof - USP PDB Características – Características ... RESOLUTION. 2.80 RANGE ... 88 1

Arquivo .pdb Arquivo .pdb –– Observações (REMARK)Observações (REMARK)REMARK 465 MISSING RESIDUES                                                     REMARK 465 THE FOLLOWING RESIDUES WERE NOT LOCATED IN THE                       REMARK 465 EXPERIMENT (M MODEL NUMBER RES RESIDUE NAME C CHAINREMARK 465 EXPERIMENT. (M=MODEL NUMBER; RES=RESIDUE NAME; C=CHAIN               REMARK 465 IDENTIFIER; SSSEQ=SEQUENCE NUMBER; I=INSERTION CODE.)                REMARK 465                                                                      REMARK 465   M RES C SSSEQI                                                     REMARK 465 SER A 1REMARK 465     SER A     1                                                      REMARK 465     GLU A   497                                                      REMARK 465     ASP A   498                                                      REMARK 465     GLU A   499                                                      REMARK 465 LEU A 500REMARK 465     LEU A   500                                                      REMARK 465     ALA A   501                                                      REMARK 465     SER A   502                                                      REMARK 465     GLU A   503                                                      REMARK 465     GLU A   575                                                      REMARK 465     MET A   576                                                      REMARK 465     LEU A   577                                                      REMARK 465     PHE A   578                                                      REMARK 465     SER B     1                                                      REMARK 465     PRO B   492                                                      REMARK 465     PRO B   493                                                      REMARK 500 THE FOLLOWING ATOMS ARE IN CLOSE CONTACT.                            REMARK 500                                                                      REMARK 500  ATM1  RES C  SSEQI   ATM2  RES C  SSEQI           DISTANCE          REMARK 500   OD2  ASP A   475     O1G  ATP A  1605              1.99            REMARK 500   OD2  ASP B   475     O1G  ATP B  1605              2.08            REMARK 500   NH1  ARG B   272     OG1  THR B   280              2.19 REMARK 500 THIS ENTRY HAS 92 RAMACHANDRAN OUTLIERSREMARK 500 THIS ENTRY HAS      92 RAMACHANDRAN OUTLIERS.                        

Arquivo .pdb Arquivo .pdb –– Observações (REMARK)Observações (REMARK)

Arquivo .pdb Arquivo .pdb –– Observações (REMARK)Observações (REMARK)

REMARK 620 METAL COORDINATION                                                   REMARK 620 (M=MODEL NUMBER; RES=RESIDUE NAME; C=CHAIN IDENTIFIER;               ( ; ; ;REMARK 620 SSEQ=SEQUENCE NUMBER; I=INSERTION CODE):                             REMARK 620                                                                      REMARK 620 COORDINATION ANGLES FOR:  M RES CSSEQI METAL                         REMARK 620                              MG A1606  MG                            REMARK 620 N RES CSSEQI ATOM                                                    REMARK 620 1 ASN A 462   OD1                                                    REMARK 620 2 ATP A1605   O1A                                           REMARK 620 3 ATP A1605   O2B REMARK 620 4 ASP A 475   OD1HET AMP  A1604      23                                                       HET    ATP  A1605      31                                                       HET     MG  A1606       1                                                       HET AMP B1604 23HET    AMP  B1604      23                                                       HET    ATP  B1605      31                                                       HET     MG  B1606       1                                                       HETNAM     AMP ADENOSINE MONOPHOSPHATE                                          HETNAM ATP ADENOSINE 5' TRIPHOSPHATEHETNAM ATP ADENOSINE‐5 ‐TRIPHOSPHATE                                        HETNAM      MG MAGNESIUM ION                                                    FORMUL   3  AMP    2(C10 H14 N5 O7 P)                                           FORMUL 4  ATP    2(C10 H16 N5 O13 P3)                                         FORMUL 5 MG 2(MG 2+)FORMUL   5   MG    2(MG 2+)                                                     FORMUL   9  HOH   *50(H2 O)                                                     

Arquivo .pdb Arquivo .pdb –– SEQRES (Sequência)SEQRES (Sequência)SEQRES  1 A  578  SER PRO ARG GLY LEU GLU LEU LEU ILE ALA GLN THR ILE          SEQRES   2 A  578  LEU GLN GLY PHE ASP ALA GLN TYR GLY ARG PHE LEU GLU          SEQRES 3 A 578 VAL THR SER GLY ALA GLN GLN ARG PHE GLU GLN ALA ASPSEQRES   3 A  578  VAL THR SER GLY ALA GLN GLN ARG PHE GLU GLN ALA ASP          SEQRES   4 A  578  TRP HIS ALA VAL GLN GLN ALA MET LYS ASN ARG ILE HIS          SEQRES   5 A  578  LEU TYR ASP HIS HIS VAL GLY LEU VAL VAL GLU GLN LEU          SEQRES   6 A  578  ARG CYS ILE THR ASN GLY GLN SER THR ASP ALA GLU PHE          SEQRES 7 A 578 LEU LEU ARG VAL LYS GLU HIS TYR THR ARG LEU LEU PROSEQRES   7 A  578  LEU LEU ARG VAL LYS GLU HIS TYR THR ARG LEU LEU PRO          SEQRES   8 A  578  ASP TYR PRO ARG PHE GLU ILE ALA GLU SER PHE PHE ASN          SEQRES   9 A  578  SER VAL TYR CYS ARG LEU PHE ASP HIS ARG SER LEU THR          

Page 4: Arquivo PDB Prof - USP PDB Características – Características ... RESOLUTION. 2.80 RANGE ... 88 1

Arquivo .pdb Arquivo .pdb –– Estrutura Secundária Estrutura Secundária (HELIX e SHEETS)(HELIX e SHEETS)(HELIX e SHEETS)(HELIX e SHEETS)

HELIX    1   1 PRO A    2  SER A   29  1                                                 28    HELIX    2   2 GLY A   30  GLN A   37  1                                                  8    HELIX    3   3 ASP A   39  ILE A   68  1                                                  30    HELIX 4 4 ASP A 75 ARG A 88 1 14HELIX    4   4 ASP A   75  ARG A   88  1                                               14    HELIX    5   5 ARG A   95  PHE A  111  1                                             17    HELIX    6   6 SER A  151  SER A  158  1                                               8    HELIX    7   7 ASN A  168  GLY A  185  1                                             18 SHEET    1   A 6 ALA A 140  PHE A 143  0SHEET    2   A 6 HIS A 193  ALA A 197 ‐1  O  LEU A 194   N  PHE A 143           SHEET    3   A 6 ALA A 206  THR A 215 ‐1  O  VAL A 210   N  ALA A 197           SHEET    4   A 6 GLY A 218  GLN A 228 ‐1  O  LEU A 220   N  LEU A 213           SHEET    5   A 6 GLU A 233  ILE A 236 ‐1  O  PHE A 235   N  HIS A 227           SHEET 6 A 6 HIS A 165 TRP A 166 1 N HIS A 165 O LEU A 234SHEET    6   A 6 HIS A 165  TRP A 166  1  N  HIS A 165   O  LEU A 234           SHEET    1   B 4 ALA A 140  PHE A 143  0                                           

Arquivo .pdb Arquivo .pdb –– SITE (Sítio de ligação)SITE (Sítio de ligação)SITE     1 AC1 10 ASN A 104  SER A 105  HIS A 113  LEU A 116                    SITE     2 AC1 10 LYS A 291  LYS A 294  THR A 295  TYR A 298                    SITE 3 AC1 10 GLU A 376 ASN A 377SITE     3 AC1 10 GLU A 376  ASN A 377                                          SITE     1 AC2 18 PRO A 316  GLY A 317  ILE A 318  VAL A 322                    SITE     2 AC2 18 MET A 323  VAL A 325  LYS A 336  GLU A 416                    SITE     3 AC2 18 ARG A 417  ARG A 418  MET A 419  PRO A 421                    SITE 4 AC2 18 ASN A 462 TYR A 474 ASP A 475 ASP A 477SITE     4 AC2 18 ASN A 462  TYR A 474  ASP A 475  ASP A 477                    SITE     5 AC2 18 GLU A 478   MG A1606                                          

Arquivo .pdb Arquivo .pdb –– CRYST1 (Cristal)CRYST1 (Cristal)grupo espacial

CRYST1  124.595  124.595  267.635  90.00  90.00  90.00   P 41 21 2    16 

â d l á Valor Zparâmetros da cela unitária Valor Z no. de cadeias poliméricas  

na cela unitária

Arquivo .pdb Arquivo .pdb –– ATOM (Átomo)ATOM (Átomo)Nome registro

(Col. 1‐6)Identificador de 

cadeia No do resíduoOcupância(Col. 55‐60)

Elemento(Col. 77‐78)Nome do  cadeia

(Col. 22)No. do resíduo(Col. 23‐26)

(Col. 55 60) (Col. 77 78)resíduo

(Col. 18‐20)

x y z

Nome No.  Localização Fator de

Coordenadas (Å)(Col. 31‐54)

do átomo(Col. 13‐16)

do átomo(Col. 7‐11)

çalternativa(Col. 17)

Fator de temperatura(Col. 61‐66)

Page 5: Arquivo PDB Prof - USP PDB Características – Características ... RESOLUTION. 2.80 RANGE ... 88 1

Arquivo .pdb Arquivo .pdb –– HETATM (HETATM (HeteroatomoHeteroatomo))

END

Q lid d V lid ãQ lid d V lid ãQualidade e Validação Qualidade e Validação EstruturalEstruturalEstruturalEstrutural

O “problema das fases”O “problema das fases”

Pato Pato Fourier Brilho = IntensidadeCor = Fase

Transformada de FourierFourier

Gato Gato Fourier

Transformada de Fourier

O “problema das fases”O “problema das fases”Intensidade do Pato Fourier com Fases do Gato Fourier

Brilho = IntensidadeCor = Fase

Transformada de FourierFourier

ConclusãoA maior parte da 

Intensidade do Gato Fourier com Fases do Pato Fourier

A maior parte da informação 

estrutural está contida nas fases.

Transformada de Fourier

Page 6: Arquivo PDB Prof - USP PDB Características – Características ... RESOLUTION. 2.80 RANGE ... 88 1

Influência da Intensidade, Fase e ResoluçãoInfluência da Intensidade, Fase e Resolução

Intensidades Fases

Resolução

Gráfico de Gráfico de RamachandranRamachandran

PHI (Φ)(N–Cα)

PSI (Ψ)(Cα–C)α‐hélices ( ) ( )

folhas‐β de mão esquerda

α‐hélicesX = PhiX =PhiY =PsiNo.TotaldeResíduos=81.782Gráfico de Gráfico de RamachandranRamachandran

Estrutura de Boa Qualidade Estrutura de Péssima QualidadeEstrutura de Boa Qualidade Estrutura de Péssima Qualidade

Gráfico de Gráfico de RamachandranRamachandran

Page 7: Arquivo PDB Prof - USP PDB Características – Características ... RESOLUTION. 2.80 RANGE ... 88 1

Gráfico de Gráfico de RamachandranRamachandran –– ângulos ângulos chichi

χχ5

χ1χ3

χ

χ1

χ2χ4 χ2

Gráfico de Gráfico de RamachandranRamachandran –– ângulos ângulos chichi

χ1 χ1

χ2 χ2

Gráfico de Gráfico de RamachandranRamachandran –– ângulos ângulos chichi

χχ3

χ

χ2

χ1χ2 χ1χ1

Qualidade EstruturalQualidade Estrutural

• Estruturas de macromoléculas depositadas no PDBEstruturas de macromoléculas depositadas no PDB representam modelos que explicam os dados coletados experimentalmente portanto apresentam incertezasexperimentalmente, portanto, apresentam incertezas (erros) associadas.A d d tô i btid ti d• As coordenadas atômicas x, y e z obtidas a partir dos dados cristalográficos definem as posições médias de d á f B â i i dicada átomo, enquanto o fator‐B e a ocupância indicam a

desordem aparente (incerteza) da posição média.

x y z

Page 8: Arquivo PDB Prof - USP PDB Características – Características ... RESOLUTION. 2.80 RANGE ... 88 1

Qualidade EstruturalQualidade Estrutural

• Desordem estrutural → Variação na posição atômica→ ç p ç– Dinâmica da moléculaDiferenças conformacionais– Diferenças conformacionais

• ↑desordem estrutural = ↑ fator B; ↓ ocupância

FatorFator––B (Fator de temperatura)B (Fator de temperatura)Fator‐B: parâmetro de deslocamento atômico (Å2)

B = 8π2 U2B = 8π UU = deslocamento médio (Å)

B = 20 Å2 U ≈ 0,5 ÅÅ2 ÅB = 40 Å2 U ≈ 0,7 Å

B = 60 Å2 U ≈ 0,9 ÅB = 80 Å2 U ≈ 1,0 Å

FatorFator––B (Fator de temperatura)B (Fator de temperatura)Fator‐B: parâmetro de deslocamento atômico (Å2)

FatorFator––BB (Fator de temperatura)(Fator de temperatura)

40

30

20

10

Page 9: Arquivo PDB Prof - USP PDB Características – Características ... RESOLUTION. 2.80 RANGE ... 88 1

OcupânciaOcupância

• Ocupância (%)→ Indica a frequência dos átomos em uma determinada conformação

Parâmetros: resoluçãoParâmetros: resolução

• Resolução (Å) → indica o nível de detalhamento observado no mapa de densidade eletrônicamapa de densidade eletrônica– ↑ resolução = ↑ acurácia do modelo final

Parâmetros: resoluçãoParâmetros: resolução Refinamento EstruturalRefinamento Estrutural

feixe de raio X

Reflexões observadas

|F |Moléculas

|Fobs|Moléculas no cristal

Filme

Padrão de difração calculado

|F ||Fcalc|

Page 10: Arquivo PDB Prof - USP PDB Características – Características ... RESOLUTION. 2.80 RANGE ... 88 1

Parâmetros: Parâmetros: RRfactor factor ((RRfatorfator))

Rfactor → medida da diferença entre os fatores de estrutura obtido a partiros fatores de estrutura obtido a partir dos dados experimentais e o calculadopara o modelo construído;para o modelo construído;• Valores de Rfactor elevados (> 0.40) indicam baixa 

dâ i t d dconcordância entre os dados• Valores de Rfactor reduzidos (< 0.20) indicam significativa 

dâ i d dconcordância entre os dadosOBS: O valor de Rfactor < 0.20 não determina que o modelo é 

de boa qualidade

Parâmetros: Parâmetros: RRfreefree ((RRlivrelivre))

• Rfree → medida da diferença entre o fator de estrutura calculado do modelo e daquele obtido a partir dos dados experimentaisdo modelo e daquele obtido a partir dos dados experimentais para o conjunto teste;

• 5‐10% dos dados cristalográficos (reflexões) são separados e g ( ) pexcluídos do procedimento de refinamento estrutural;

• Rfree → medida independente que indica a qualidade do d fi t ( tí l i l ãprocesso de refinamento (menos suscetível a manipulação 

durante o refinamento);• O valor de Rf tende a ser maior que o RfO valor de Rfree tende a ser maior que o Rfactor • Valores de Rfree > 0.40 (40 %) devem ser evitados• Diferença entre Rf e Rf t é ~ 5%Diferença entre Rfree e Rfactor é   5%• Razão Rfactor / Rfree > 80 %

Parâmetros: Parâmetros: RRfreefree e e RRfactorfactor

Rfactor x Resolução Rfree x Resolução

Parâmetros para selecionar uma estrutura Parâmetros para selecionar uma estrutura cristalográficacristalográficacristalográficacristalográfica

Os parâmetros abaixo sugerem modelos estruturais confiáveis, ou seja, com elevada probabilidade de assinalamento correto das conformações das cadeias laterais e das interações interatômicaslaterais e das interações interatômicas• Resolução < 2.0 Å• Rfactor < 0.20 (20%)• Diferença entre Rli e Rf t ~ 5%Diferença entre Rlivre e Rfactor    5%• Razão Rfactor / Rfree > 80 %

Page 11: Arquivo PDB Prof - USP PDB Características – Características ... RESOLUTION. 2.80 RANGE ... 88 1

Ambiente Químico (Ambiente Químico (PackingPacking))

O ambiente químico dos resíduos no modelo em estudo é comparado b í éd b d d íd dcom o ambiente químico médio observado para todos os resíduos do 

mesmo tipo em estruturas de alta qualidade depositadas no PDB. Uma pontuação baixa de ambiente químico (e.g., < ‐2,0) pode indicar:Uma pontuação baixa de ambiente químico (e.g., <  2,0) pode indicar: • Ambiente químico não favorável (e.g., grupos carregados 

orientados em cavidades hidrofóbicas, grupos hidrofóbicas t l t )expostos ao solvente), 

• Posicionamento errado do resíduo (deslocamento na sequência) na densidade eletrônica

• Contatos cristalino• Contatos com ligantes (e.g., cofator, inibidor)

t íti d li ãou que pertence a sítios de ligação.

É possível observar alguns resíduos em bi t í i ã f á iambientes químicos não favoráveis 

(e.g., densidade eletrônica justifica a presença do resíduo), contudo, faz‐se necessário inspecionar cuidadosamente cada caso.

Ambiente Químico (Ambiente Químico (PackingPacking))

4

5

2

3

ade

0

1

e Qualida

‐1

‐2tuçãode

‐3

‐4

Pon

‐5

No. do Resíduo 100 140

Servidores para avaliação de dadosServidores para avaliação de dados

f ê i í /Programa Referência Proteína/DNA URL

Proteína

Proteína

Proteína

Proteína

Proteína

Proteína

MolProbityMolProbityhttp://molprobity biochem duke edu/http://molprobity biochem duke edu/http://molprobity.biochem.duke.edu/http://molprobity.biochem.duke.edu/

Page 12: Arquivo PDB Prof - USP PDB Características – Características ... RESOLUTION. 2.80 RANGE ... 88 1

MolProbityMolProbityhttp://molprobity biochem duke edu/http://molprobity biochem duke edu/http://molprobity.biochem.duke.edu/http://molprobity.biochem.duke.edu/

MolProbityMolProbityhttp://molprobity biochem duke edu/http://molprobity biochem duke edu/http://molprobity.biochem.duke.edu/http://molprobity.biochem.duke.edu/

PDBPDBeehttphttp://www ebi ac uk/pdbe://www ebi ac uk/pdbe//httphttp://www.ebi.ac.uk/pdbe://www.ebi.ac.uk/pdbe//

PDBPDBeehttp://www ebi ac uk/pdbe/http://www ebi ac uk/pdbe/http://www.ebi.ac.uk/pdbe/http://www.ebi.ac.uk/pdbe/

Page 13: Arquivo PDB Prof - USP PDB Características – Características ... RESOLUTION. 2.80 RANGE ... 88 1

PDBPDBsumsumhttphttp://www ebi ac uk/pdbsum://www ebi ac uk/pdbsum//httphttp://www.ebi.ac.uk/pdbsum://www.ebi.ac.uk/pdbsum// PDBPDBee ((httphttp://://www.ebi.ac.ukwww.ebi.ac.uk//pdbepdbe/)/)

“WHAT IF”“WHAT IF” “WHAT IF”“WHAT IF”

Page 14: Arquivo PDB Prof - USP PDB Características – Características ... RESOLUTION. 2.80 RANGE ... 88 1

“WHAT IF”“WHAT IF” “WHAT IF”“WHAT IF”

E lE l EEExemplos Exemplos –– Erros em Erros em estruturas cristalográficasestruturas cristalográficasestruturas cristalográficasestruturas cristalográficas

Parâmetros: Parâmetros: RRfactor factor ((RRfatorfator))

Page 15: Arquivo PDB Prof - USP PDB Características – Características ... RESOLUTION. 2.80 RANGE ... 88 1

Parâmetros: Parâmetros: RRfactor factor ((RRfatorfator))

2FD1 (1981)

3FD1 ( )

5FD1(1981) (1988) (1993)

R l ã 2 0 Å R l ã 2 7 Å R l ã 1 9 ÅResolução = 2.0 ÅRfactor = 0.26 aa = 107

Resolução = 2.7 ÅRfactor = 0.35aa = 106

Resolução = 1.9 ÅRfactor = 0.21 aa 106aa = 107

H2O  = 344aa = 106 aa = 106

H2O  = 301 1 aaaa : 1 H: 1 H2200

Erros em estruturas cristalográficasErros em estruturas cristalográficas

• O erro mais grave observado em estruturas depositadas no PDB correspondem aqueles no qual o modelo está completamentecorrespondem aqueles no qual o modelo está completamente equivocado– A cadeia principal da proteína é modelada erroneamente na densidade eletrônica e oA cadeia principal da proteína é modelada erroneamente na densidade eletrônica e o 

modelo resultante apresenta um enovelamento inconsistente

rmsd = 15 Årmsd = 15 Å

1PHY 2PHY

Erros em estruturas cristalográficasErros em estruturas cristalográficas

Modelo correto Modelo incorretoModelo correto Modelo incorreto

2FRH 1FZN2FRH 1FZN

Erros em estruturas cristalográficasErros em estruturas cristalográficas

2GWX

2BAW

Page 16: Arquivo PDB Prof - USP PDB Características – Características ... RESOLUTION. 2.80 RANGE ... 88 1

Visita à empresaVisita à empresa

Itapira – SPPlanta FarmacêuticaFarmoquímicaBiotecnologiaPD&I

• Visita agendada para o dia 04.12PD&IMicrobiologiaFarmacovigilânciaFarmacovigilância