Киназы антибиотикорезистентности

Был произведен пересчет RMSD для систем в комплексе с AMP-PNP. Вычисление производилось по следующим группам:
1) хвост амикумацина
2) трифосфатный хвост

Как я потом выяснила, изначально неправильно считалось по двум причинам:
- вычислялось среднее значение RMSD по всей траектории, а не только по последней реплике
- некоторые системы в моей рабочей директории содержали устаревшие траектории, скопированные до пересчета реплик-импостеров

Ссылка на обновленную таблицу:
https://docs.google.com/spreadsheets/d/1gPTak0XOyOs2dYXvMV8ZMG5gi8nq8Tj0nRUEgXGrI8o/edit#gid=398140377

Примечательно, что системы, связанные с 1mg располагаются преимущественно в конце рейтинга, построенного по значениям RMSD как для amp-pnp, так и для амикумацина.

Был построен scatter plot, иллюстрирующий распределение систем по значениям RMSD для amp-pnp и амикумацина - прикрепленное изображение ('1mg' : 'фиолетовый', '1mg1li' : 'синий', '2mg' : 'зеленый'). Наиболее плотное распределение, располагающееся ближе к левому нижнему углу, соответствующему меньшим значениям RMSD, характерно для зеленого кластера (системы с 2mg).

Предполагается следующий план (по обсуждению):
- сделать топ-10 систем из списка, ранжированного по минимальному среднему RMSD
- топ-10 систем по минимальному минимальному RMSD (т.е. берем не среднее, а минимальное значение из 5 реплик)
- собрать выборку без повторений из этих двух групп
- пересчитать RMSD для систем с ATP

Топ-10 систем (ранжирование по минимальному среднему RMSD, по хвосту амикумацина):
1) am0-neg_in_2mg 0.073879 '***'
2) am0-ash202_up_2mg 0.077588 '***'
3) ami-neg_up_1mg1li 0.078314 '***'
4) am0-glh36_up_2mg 0.080967 '***'
5) ami-neg_up_2mg 0.082281
6) am0-glh36_in_2mg 0.084450
7) am0-neg_up_2mg 0.085948 '***'
8) am0-glh36_out_1mg1li 0.086256 '***'
9) ami-neg_in_1mg1li 0.086817 '***'
10)am0-glh36_no_2mg 0.089919

Топ-10 систем (ранжирование по минимальному минимальному RMSD, по хвосту амикумацина):
1) am0-neg_up_2mg 0.044662 '***'
2) am0-ash202_up_2mg 0.045050 '***'
3) ami-neg_in_1mg1li 0.045632 '***'
4) am0-glh36_up_2mg 0.045646 '***'
5) am0-glh36_out_1mg 0.051157
6) am0-glh36_out_1mg1li 0.051628 '***'
7) am0-glh36_up_1mg1li 0.054862
8) ami-neg_out_1mg 0.055930
9) ami-neg_up_1mg1li 0.056051 '***'
10)am0-neg_in_2mg 0.056627 '***'

Вопрос: стоит ли в выборку для дальнейшего рассмотрения включать системы, которые встречаются только в группе 2 (не отмечены знаком '***' в группе 2)? Не было ли случайностью то, что одна из пяти реплик таких систем вошла в топ по RMSD?

1) РМСД по какой группе тебе кажется стоит использовать и почему?

2) Отбери, пожалуйста, топ-5 систем из АМП-ПНП, руководствуясь критерием из 1), и напиши их составы

3) Также вопрос про АТФ - по твоим наблюдениям, насколько лучшесть по критерию 1) совпадает с предреакционностью? Есть ли состояния, не оч по РСМД но неплохие по реакционности? Выпиши их в ответе на этот тикет.

Пересчитала rmsd для следующих групп (и для amp-pnp, и для atp):
- хвост ami
- полный ami
- трифосфатный хвост amp-pnp/atp.

Считалось два вида rmsd:
1) среднее rmsd по последнему фрейму (усреднение по пяти репликам системы)
2) минимальное rmsd в последнем фрейме (минимальное по пяти репликам системы).

Посчитанные результаты приведены в таблицах:
- amp-pnp: https://docs.google.com/spreadsheets/d/1195fLdSiI_CWkaMtjsEITyQSKLL0ZymIJl4LepOJ_jI/edit?usp=sharing
- atp: https://docs.google.com/spreadsheets/d/1IOgQMFVWbWq5abKtOHhUoOvZ18VhnSSTvYgajC93bg8/edit?usp=sharing .

Примечательно, что результаты пересчета совпадают с летними результатами (те, что приводились выше, для amp-pnp) - листы 'ami_tail_mean' и 'ami_tail_min' в таблице для amp-pnp, ссылка на которую прикреплена выше.

Вопрос 1

Грубо говоря, на старте реакции наибольший интерес для нас представляет пространственное расположение гамма-фосфата atp и хвоста амикумацина.
Если посмотреть на результаты расчета rmsd, для трех групп (перечислены выше), то мы увидим, что значения rmsd в целом больше для группы ami_full, как в системах с amp-pnp, так и в системах с atp.

На мой взгляд, ранжирование систем по результатам расчета rmsd для целого амикумацина дает достаточно грубую оценку ее стабильности - наибольшее значение имеет именно положение хвоста. В некоторых системах амикумацин будто бы "вылезает" из кармана связывания, но это можно понять и по значениям rmsd его хвоста.

Ранжирование систем по rmsd хвоста atp или amp-pnp также, полагаю, не очень хорошо использовать - нам ведь, по сути, не так важны отклонения альфа-фосфата.
Если посмотреть на рассчитанные значения rmsd для систем, то мы увидим, что трифосфатный хвост несколько более стабильный, нежели хвост амикумацина. Поэтому, стабильность системы можно оценивать только по хвосту амикумацина, так как отклонения его rmsd, фактически, означают нарушение одной из важных 'компонент' оптимального предреакционного состояния - положения хвоста ami.

Вопрос 2

Топ-5 систем с amp-pnp, ранжированных по значениям rmsd (среднее по последнему фрейму), рассчитанного для хвоста амикумацина:
1) am0-neg_in_2mg | 0.074
2) am0-ash202_up_2mg | 0.078
3) ami-neg_up_1mg1li | 0.078
4) am0-glh36_up_2mg | 0.081
5) ami-neg_up_2mg | 0.082

Топ-5 систем с amp-pnp, ранжированных по значениям rmsd (минимальное по последнему фрейму), рассчитанного для хвоста амикумацина:
1) am0-ash202_up_2mg | 0.045
2) am0-neg_up_2mg | 0.045
3) ami-neg_in_1mg1li | 0.046
4) am0-glh36_up_2mg | 0.046
5) am0-glh36_out_1mg | 0.051

В данном случае, полагаю, нам интересны значения среднего по последнему фрейму rmsd, так как это отражение картины между всеми репликами. То-есть, малое значение rmsd последнего фрейма может быть некоторым баесом по сравнению с трендом, который наблюдается в остальных траекториях.

Вопрос 3

Топ-5 систем с atp, ранжированных по значениям rmsd (среднее по последнему фрейму), рассчитанного для хвоста амикумацина:
1) am0-glh36_out_1mg | 0.070
2) ami-neg_up_1mg1li | 0.073
3) am0-neg_out_2mg | 0.076
4) ami-neg_in_2mg | 0.080
5) ami-neg_in_1mg1li | 0.092

Топ-5 систем с atp, ранжированных по значениям rmsd (минимальное по последнему фрейму), рассчитанного для хвоста амикумацина:
1) am0-neg_out_1mg | 0.040
2) am0-glh36_in_2mg | 0.044
3) am0-neg_no_1mg1li | 0.044
4) am0-neg_up_1mg | 0.044
5) am0-glh36_out_1mg | 0.048

Примечательно, что в этом топе все системы, кроме первой, характеризуются отсутствием протона на отобранных для рассмотрения аминокислотных остатках.
Прикрепляю PyMol-сессию atp-top5-mean-rmsd-superimposition.pse, в которой представлены 5 реплик каждой системы с atp из топа-5 с mean rmsd.

Реплики каждой системы, которые, как мне кажется, лучшим образом (из 5) могут соответствовать стартовому состоянию:
1) am0-glh36_out_1mg | am0-glh36_out_1mg_3 (угол O3B-PG-O5 = 156.8, расстояние PG-O5 (ami) = 3.7, расстояние O5 (ami) - OD2 (Asp202) = 3.4)
2) ami-neg_up_1mg1li | ami-neg_up_1mg1li_4 (угол O3B-PG-O5 = 144.6, расстояние PG-O5 (ami) = 3.7, расстояние O5 (ami) - OD2 (Asp202) = 3.2)
3) am0-neg_out_2mg | мне все не особо нравятся по геометрии
4) ami-neg_in_2mg | во всех системах протон на O1G залипает на кислород Glu36
5) ami-neg_in_1mg1li | мне все не особо нравятся по геометрии

На основании этого просмотра добавлю новый способ расчета rmsd - попробую сделать расчет rmsd по хвосту амикумацина + атомам O3B-PG-O1G-O2G-O3G, либо N3B-PG-O1G-O2G-O3G, составлю также рейтинг и посмотрю системы с atp.

Топ-5 систем по среднему rmsd (группа pg-ami_tail) с atp:
1) am0-glh36_in_2mg | 0.061
2) ami-neg_up_1mg1li | 0.061
3) am0-ash202_up_1mg1li | 0.062
4) am0-glh36_up_1mg1li | 0.064
5) am0-neg_no_1mg1li | 0.064

Результаты расчета rmsd по группе pg-ami_tail добавлены на соответствующие листы в таблицы, ссылки на которые в заметке выше.
Посмотрим, насколько эти системы похожи на предреакционное состояние:
1) am0-glh36_in_2mg | am0-ash202_up_1mg1li_4 (угол O3B-PG-O5 = 164.6, расстояние PG-O5 (ami) = 3.6, расстояние O5 (ami) - OD2 (Asp202) = 2.7)
2) ami-neg_up_1mg1li | am0-glh36_in_2mg_4 (угол O3B-PG-O5 = 151.2, расстояние PG-O5 (ami) = 3.7, расстояние O5 (ami) - OD2 (Asp202) = 2.7)
3) am0-ash202_up_1mg1li | мне все не особо нравятся по геометрии, элементы далеко друг от друга
4) *am0-glh36_up_1mg1li * | am0-neg_no_1mg1li_4 (угол O3B-PG-O5 = 173.1, расстояние PG-O5 (ami) = 4.0, расстояние O5 (ami) - OD2 (Asp202) = 3.3)
5) am0-neg_no_1mg1li | мне все не особо нравятся по геометрии

Прикрепляю соответствующую PyMol-сессию: atp_top5_pg-ami_tail.pse
_
Будет хорошо, если ты сможешь оценить рассуждения по степени адекватности.