Внутренности гидролазы с PDB ID 4RDY и ДНК-полимеразы с PDB ID 4YFU.

1. У данного белка есть одно¹ гидрофобное ядро², состоящее из 1305 атомов, что составляет 26.7% от общего числа атомов (всего их 5080). Несмотря на то, что атомы ядра составляют всего четверть от всех атомов, ядро пронизывает всю молекулу белка, выходя на поверхность во многих местах.

2. Минимальное расстояние от остатка, на котором расположены атомы, полностью покрывающие его поверхность (так, что практически не видно атомов этого остатка), составляет 6-7 Å. Расстояние от остатка до ближайшего атома равно 1-2 Å. Таким образом среднее расстояние между соседними не связанными ковалентно атомами в белке составляет примерно 4 Å. По размерам молеклула воды (в диаметре 2.8 Å) могла бы поместиться между некоторыми соседними атомами (например углеродами с радиусом 1.85 Å): 1.85 * 2 + 2.8 = 6.5, — расстояние от остатка до самых дальних соседей как раз составляло 6-7 Å. Естественно, межмолекулярные силы не позволят молекулам воды (как и другим молекулам) втискиваться между соседними атомами белка.

3. Белки играют важнейшую роль почти во всех процессах в организме. Как выразился Энгельс, "Жизнь - это способ существования белковых тел...". Не составляет исключения и молекула ДНК: все функции ДНК зависят от её взаимодействия с белками. Взаимодействия могут быть неспецифическими, когда белок присоединяется к любой молекуле ДНК, или зависеть от наличия особой последовательности. Ферменты также могут взаимодействовать с ДНК, из них наиболее важные — это РНК-полимеразы, которые копируют последовательность оснований ДНК на РНК в транскрипции или при синтезе новой цепи ДНК — репликации [1]. Также белки участвуют в структурированни ДНК и ее регуляции (компактно упаковывают ее, в то же время не давая ей запутаться; контролируют расплетенные цепи; регулируют экспрессию генов).

4. Как видно из модели (третье изображение в четвертом скрипте), белок взаимодействует с сахаро-фосфатным остовом (оранжевый) и немного с малой бороздкой (зеленая), причем никаких водородных связей между белком и молекулой ДНК не образуется. Также, из двух последних изображений (доноры и акцепторы в бороздках³) следует, что последовательность ДНК можно восстановить по расположению доноров и акцепторов в большой бороздке (если учитывать гидрофобную метильную группу t.c7⁴), однако восстановить последовательность ДНК таким образом в малой бороздке не представляется возможным.

¹У остальных гидрофобных групп число атомов не превосходит сотни.
²Гидрофобные группы были найдены при помощи сервиса CluD.
³Доноры протонов покрашены в синий, акцепторы - в красный.
⁴Гидрофобная метильная группа t.c7 покрашена в зеленый.

Ссылки:

[1] — Дезоксирибонуклеиновая кислота, Википедия.