Гидрофобные кластеры

Используя сервис CluD мы нашли гидрофобные кластеры в структуре белка 3wo8 – гипертермофильной β-N-ацетилглюкозаминидазы из Thermotoga maritima (NagA). NagA существует в растворе в виде димера. Удивительной особенностью NagA является то, что активный сайт этого белка формируется из N-концевого домена одной полипептидной цепи и С-концевого домена следующей цепи. Вокруг активного сайта расположены гибкие подвижные петли. Одна из этих петели несет остаток His173, и считается, что он участвует в катализе. Также считается, что в катализ вовлечен С-концевой домен. Формирование димера важно для активности и термостабильности NagA. [Статья]

Сначала мы искали гидрофобные кластеры во всей структуре. Мы меняли порог расстояния от 5.4 Å до 4 Å, порог размера кластера оставили = 3 атома, но визуализировали только крупные кластеры (больше 10 атомов). Результаты показаны на рисунках 1А-E.

Рисунок 1А. Гидрофобные кластеры в структуре NagA (PDB ID 3wo8). Порог растояния 5.4 (значение по умолчанию).

При пороге расстояния 5.4 в качестве гидрофобного кластера выделяется большая часть всего белкового димера – гидрофобные атомы равномерно рапределены по структуре белка.

Рисунок 1В. Гидрофобные кластеры в структуре 3wo. Порог растояния 4.5. Вид спереди.

Рисунок 1С. Гидрофобные кластеры в структуре 3wo. Порог растояния 4.5. Вид сзади

При пороге расстояния 4.5 выделенные 2 крупных гидрофобных кластера (покрашены желтым и синим) на рисунках 1В-С соответствуют 2м полипептидным цепям. Также выделяются более мелкие гидрофобные кластры на N-конце и С-конце обеих цепей. Как говорилось выше, там формируется активный центр белка. На рисунке 1В-С приведен вид спереди и вид сзади, чтобы показать, что кластеры выделились немного не симметрично.

Рисунок 1D. Гидрофобные кластеры в структуре 3wo. Порог растояния 4. Вид спереди.

Рисунок 1E. Гидрофобные кластеры в структуре 3wo. Порог растояния 4. Вид сзади

При пороге расстояния 4 крупные кластеры, выделенные при пороге = 4.5 разбиваются на более мелкие. Кластеры выделяются симметрично (на рисунке 1D изображен вид спереди, на рисунке 1E – вид сзади). Также сохраняются кластеры на N-конце и С-конце обеих цепей.

Затем мы нашли гидрофобные кластеры на интерфейсе двух цепочек белкового димера 3wo8. Мы меняли порог расстояния от дефолтного 5.4 до 4, порог размера кластера оставили по умолчанию 3, но визуализировали только крупные кластеры (больше 10 атомов). Результаты показаны на рисунках 2А-D ниже. При пороге расстояния 5.4 в месте контакта 2х цепей выделяется крупный кластер. При уменьшении порога он просто разбивается на более мелкие.

Рисунок 2А. Гидрофобные кластеры на поверхности контакта белковых цепочек в димере 3wo8. Порог расстояния = 5.4 Å.

Рисунок 2В. Гидрофобные кластеры на поверхности контакта белковых цепочек в димере 3wo8. Порог расстояния = 5 Å.

Рисунок 2С. Гидрофобные кластеры на поверхности контакта белковых цепочек в димере 3wo8. Порог расстояния = 4.5 Å.

Рисунок 2D. Гидрофобные кластеры на поверхности контакта белковых цепочек в димере 3wo8. Порог расстояния = 4 Å.