컴퓨터를 이용한 단백질 구조분석
단백질 서열을 알고 있으면 2차구조와 3차구조를 예측할 수 있다.
이미 구조가 밝혀진 단백질 서열을 가지고 2차구조를 분석한 후 그 결과를 이미 알려진 2차구조와 비교해보자.
가. 단백질 일차구조 찾아보기
이미 알려진 단백질의 일차구조는 여러 곳에서 얻을 수 있다. 가장 보편적인 곳이 미국 NCBI 이다. 이곳에서 상단에 보이는 Entrez를 클릭하고 좌측의 Search를 protein으로 바꾼 후 빈칸에 원하는 단백질 이름을 타이핑한 후 엔터를 누른다.
아마도 많은 수의 유사 단백질들에 대한 서열이 열거될 것이다. 이들 중 적당한 것을 선택하여 클릭하면 원하는 서열을 얻을 수 있다. 그런데 이미 구조가 알려진 단백질의 서열을 알기 위해서는 다른 곳에서 서열을 찾을 수 있다.
위 웹사이트 상단에 structure를 클릭한 후 sepiapterin reductase를 넣어보자. 엔터를 누르면 몇가지가 나오는데 그 중에서 3번째 1NAS를 클릭하면 새 화면이 나타난다. 이 화면에서 하단에 보이는 분홍색 선 좌측의 protein을 누르면 단백질 서열에 대한 정보가 얻어진다. 맨 하단에 보이는 아미노산 서열만을 보고 싶으면 상단의 display를 세 번째 fasta로 선택하여 진행하면 아미노산 서열만이 얻어진다. 이것을 메모장에 txt 파일로 저장해놓는다.
이 단백질의 구조를 보고 싶으면 먼저 화면 상단 부분에 PDB: 1NAS를 누르면 PDB (Protein Data Base) 웹사이트의 새로운 화면이 열린다. 여기서 왼편 세 번째 Download/Display file을 누르고 들어가 오른편 상단의 Display the structure file의 표에서 PDB txt를 클릭하면 새로운 창에 파일이 전개된다. 그 상단에 Save full entry to disk를 마우스 오른쪽 버튼을 눌러 저장한다. 저장된 파일은 1NAS.pdb로서 rasmol이나 chim과 같은 단백질 구조를 볼 수 있는 프로그램에서 단백질 구조를 보여준다. 이 파일을 워드프로그램에서 txt 파일로 열어보면 각 원자에 xyz 좌표가 설정된 것을 볼 수 있다.
나. 단백질 이차구조 분석하기
위 과정을 통해 입수한 일차구조를 가지고 다음 웹사이트를 방문하여 이차구조를 분석하여 보자. 이러한 분석을 실시해주는 곳은 여러군데이나 여기서는 ExPasy라는 곳을 방문해보자. 오른쪽 표의 tools and software packages에서 7번째 secondary and tertiary structure prediction으로 들어가 보자. 여기서 7번째 HNN을 클릭하고 먼저 받아놓은 단백질의 일차구조를 복사하여 붙인 후 실행하면 잠시 후 그 결과가 보여진다. 이 결과를 실제 얻어진 단백질 입체구조를 열어 비교해보자.
다. 단백질 입체구조와 비교하기
rasmol을 실행시켜 각 아미노산 잔기들이 위에서 얻어진 예측된 구조와 일치하는 지를 확인한 후 그 결과를 보고하라.
라. 단백질 입체구조 예측
먼저 방문한 ExPasy의 Secondary and tertiary structure prediction의 Tertiary structure에서 첫 번째 Swiss-Model로 들어가자. 왼쪽편의 First approach mode를 클릭하면 오른쪽에 일차구조를 넣는 공란이 보인다. 이곳에 서열을 붙여넣고 이메일 주소를 기입한 후 보내면 메일을 통해 결과를 받을 수 있다. (여기서는 그 요령에 대해서만 설명하고 실시하지는 않는다)