Гидрофобные кластеры
Поиск гидрофобных кластеров в структуре 4zf7
С помощью сервиса CluD был произведен поиск гидрофобных кластеров в структуре интерлейкина-2 европейского домашнего хорька (4zf7), упомянутой во многих заданиях ранее. Сначала программа была запущена с параметрами по умолчанию. В результате было найдено 10 кластеров (Рис. 1), но только один из них содержал более 10 атомов — кластер, раскрашенный оранжевым и распределенный по всей структуре белка.
Рис. 1. Изображение структуры 4zf7 и десяти гидрофобных кластеров
Как видно из Рис. 1, гидрофобные атомы занимают все внутреннее пространство белка, а разбиение на кластеры не позволяет выделить функционально значимые участки. Для того, чтобы добиться появления небольших гидрофобных кластеров, были изменены параметры: Distance threshold с 5.4 Å до 4.0 Å, Show clusters not smaller с 3 до 4. В результате было найдено 23 кластера, из них были отобраны 7 кластеров, каждый из которых содержал более 6 атомов. Выбранные кластеры отображены на Рис. 2.
Рис. 2. Изображение структуры 4zf7 и отобранных гидрофобных кластеров после изменения параметров CluD
В каждой цепи белка можно увидеть 2 типа кластеров: расположенные между α-спиралями внутри белка и на экспонированных наружу петлях. Это позволяет утверждать, что расположение элементов вторичной структуры в каждой из цепей поддерживается гидрофобными взаимодействиями. Что интересно, даже с учетом отброшенных маленьких кластеров (от 4 до 6 атомов включительно), при данных параметрах не было обнаружено кластеров между цепями белка.
Поиск гидрофобных кластеров в комплексе белка с ДНК
Для работы была выбрана структура 4rd5 домена рестрикции эндонуклеазы R.NgoAVII B3 с родственной ДНК. На Рис. 3 представлено изображение выбранного комплекса.
Рис. 3. Изображение структуры домена рестрикции эндонуклеазы R.NgoAVII B3 с родственной ДНК
Сервис CluD для данной структуры был запущен с теми же параметрами, что и при предыдущем запуске. В результате было обнаружено 59 кластеров, и из них были отобраны 15 кластеров, содержащих более 6 атомов каждый. Изображение с отобранными кластерами представлено на Рис. 4.
Рис. 4. Изображение структуры домена рестрикции эндонуклеазы R.NgoAVII B3 с родственной ДНК с отображением отобранных кластеров
Почти все из отобранных кластеров локализованы между элементами вторичной структуры полипептидных цепей. Эта картина аналогична той, что наблюдалась в распределении гидрофобных кластеров в структуре 4zf7: гирофобные взаимодействия стабилизируют расположение элементов вторичной структуры друг относительно друга в каждой из цепей. Очень странно, что всего 2 кластера (7 и 8 атомов) были локализованы на ДНК. Оба кластера располагаются "на концах" ДНК структуры. Чтобы разобраться в этом, были отображены отброшенные ранее маленькие кластеры. Таким образом были обнаружены и визуализированы кластеры, локализованные на ДНК и участках взаимодействия ДНК с белком (Рис. 5).
