4. 고리 — 모양이 없는 게 아니라 하나로 정해지지 않는 것

2강에서 봤듯 t-Ror1 은 60%가 고리 입니다. 초보자는 여기서 "정보가 없는 구간" 이라 생각하기 쉽지만 그렇지 않아요.

고리는 모양이 없는 것이 아니라
하나의 모양으로 정해지지 않는 것이다.

단백질 하나를 사진 찍으면 고리도 어떤 자세로 찍힙니다. 문제는 옆 분자를 찍으면 다른 자세로 찍힌다는 것이죠. 나선과 병풍은 어느 분자를 찍어도 같은 모양인데요.

구조 파일(PDB)에는 좌표가 하나씩만 적힙니다. 그래서 고리 구간의 좌표는 여러 답 중 하나를 적어 놓은 것입니다 — 그런데 파일만 보면 그게 보이지 않아요.

예측 구조 파일을 열면 두 경우가 똑같이 생겼습니다. 그 점이 위험한 겁니다.

Python 브라우저에서 실행

import numpy as np

rng = np.random.default_rng(2017)

# 같은 단백질 분자 200개를 '찍었다' 고 상상합니다.
# 나선 잔기와 고리 잔기의 위치가 분자마다 얼마나 다른지.
n_mol = 200
helix_spread = 0.4     # A — 잔기 위치의 표준편차
loop_spread  = 3.5     # A

helix = rng.normal(0, helix_spread, n_mol)
loop  = rng.normal(0, loop_spread,  n_mol)

print("분자 200개에서 같은 잔기의 위치가 흩어진 정도 (표준편차, A)")
print("  나선 잔기 :", round(helix.std(), 2))
print("  고리 잔기 :", round(loop.std(), 2))
print()
print("PDB 파일에는 이 중 딱 하나의 좌표만 적힙니다.")
print("나선은 어느 것을 적어도 비슷하지만, 고리는", round(loop.std()/helix.std(), 1),
      "배 넓은 범위에서 하나를 고른 것입니다.")

선 서른 개가 분자 서른 개입니다. 왼쪽은 겹치고 오른쪽은 퍼집니다.

Python 브라우저에서 실행

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

rng = np.random.default_rng(7)
fig, axes = plt.subplots(1, 2, figsize=(7.0, 3.0), sharey=True)

for ax, spread, name in zip(axes, [0.4, 3.5], ["helix residue", "loop residue"]):
    for _ in range(30):
        x = np.cumsum(rng.normal(0, spread*0.25, 12))
        ax.plot(x, np.arange(12), lw=0.8, alpha=0.5, color="#3d5a80")
    ax.set_title(name)
    ax.set_xlim(-14, 14)
    ax.set_xlabel("position (A)")
axes[0].set_ylabel("residue")
plt.tight_layout()
plt.show()

고리 길이를 늘려 보세요. 끝점이 흩어지는 범위가 얼마나 빨리 커지는지 보입니다.

불러오는 중…

🤔 확인 문제

PDB 결정 구조에서 잔기 번호가 중간에 건너뛰는 이유로 가장 흔한 것은?

🤔 확인 문제

예측 구조에서 고리 구간의 좌표를 다룰 때 옳은 태도는?