Entorno del residuo Phe50

8. Empleando un objeto de tipo TPROCESS, prepare una aplicación Free Pascal/Lazarus capaz de lanzar Rasmol con la proteína cargada. Empleando a continuación el lenguaje de comandos de RASMOL, preparar un script que permita visualizar la conectividad del primer residuo F (fenilalanina) de la proteína (es decir, que restrinja la imagen al residuo en cuestión y a aquellos otros que se encuentren próximos a él en la conformación nativa de la proteína). Modifique la aplicación Free Pascal/Lazarus para que pueda lanzar también el script preparado anteriormente. Compruebe el correcto funcionamiento del código y adjuntar la imagen creada por Rasmol (en formato gráfico (GIF o JPEG) al cuaderno de actividades.

El objetivo de esta actividad es desarrollar un programa que sea capaz de utilizar y ejecutar cualquier programa de visualización de proteínas, que en este caso usaremos PyMOL, para representar el entorno que rodea a un residuo concreto de una proteína.

Este programa, llamado Tprocess8.exe, utiliza algunas de las funciones desarrolladas en la librería BioTools, que ya han sido comentadas. Primero carga un fichero en formato pdb y se almacena la información en una estructura de tipo TproteinPDB. A continuación, el usuario debe:

Escoger el programa que quiere ejecutar, cargando el ejecutable del mismo (ejecutable.exe).
Escoger el fichero que contenga las instrucciones que realizará el programa de visualización, que en el caso de que se trabaje con PyMOL en este apartado se cargará un fichero .pml que contenga la dirección de otro fichero .pml, que ahora sí contenga las instrucciones

Después, el programa ejecutará los comandos dispuestos en el archivo de instrucciones y representará el residuo y la región que lo rodea invocando al programa. En nuestro caso el programa usado será PyMOL.

La interfaz de este programa sencillo se muestra en la figura 1.

Ahora bien, el caso que queramos usar PyMOL los ficheros que tenemos que introducir deben seguir la siguiente guía:

Archivo que contenga la dirección de un archivo de comandos o instrucciones legibles por PyMOL
El archivo de comando que en el caso de que queramos visualizar un determinado residuo y su conectividad en un entorno. Por ejemplo, si quisiéramos visualizar la conectividad del primer residuo de Phe de la proteína PETasa (5xjh.pdb), utilizando un entorno de 7 Å de radio, el archivo quedaría de la siguiente manera:

Una vez realizados estos archivos e introducidos en el programa, el resultado se observa en la Figura 2. La primera fenilalanina de la proteína es Phe-50. El límite de 7 Å provoca que en su entorno aparezan los residuos Ala17, Gly35, Gly48, Pro49, Thr51, Val52, Pro71, Arg73, Ala74, Gly75, Arg84, Ala102, Ser103, His104 y Gly105. Como podemos apreciar en torno ha esa Phe50 hay multitud de glicinas, alaninas y prolinas que tienen una cadena lateral pequeña en comparación con la fenilalanina. Además la presencia casi consecutiva de alaninas, treoninas, glicinas y serinas es típico de zonas que presenta un bucle, loop o zona de conexión entre dos estructuras secundarias.

En este caso, si una vez visualizada la figura 2, hacemos que la proteína al completo tome la representación de cartoon y lo coloreamos según la estructura secundaria, seleccionamos la nearF50, lo representamos como lines y F50 como sticks y lo coloreamos según átomos, y después hacemos el cartoon algo más transparente, nos quedan las siguientes figuras (figura 3). Así en la figura 3A, vemos la proteína al completo y en la figura 3B, la misma imagen haciendo zoom y centrando sobre F50. Haciendo todos estos pasos confirmamos la hipótesis de que Phe50 y su entorno se encuentra localizado en el primer bucle o loop de la PETasa.