Гидрофобные кластеры

С помощью сервиса CluD был проведен поиск гидрофобных кластеров в структуре гомодимера N-метилтрансферазы MtfA из Amycolatopsis orientalis (PDB ID: 3g2m).

При использовании стандартных параметров (размер кластера не менее 3 атомов и порог расстояния 5.4 Å) было найдено 14 гидрофобных кластеров разного размера (Рис. 1). Самый крупный кластер в 460 атомов (бирюзовый) охватывает почти весь белковый димер, однако заметно, что преимущественно он колокализуется с участками бета-листов, как в визуально различимых структурных доменах отдельных димеров, так и на интерфейсе между ними.
Два следующих по размеру кластера в 139 и 135 атомов соответствуют хорошо различимым визуально доменам в каждом отдельном симметричном мономере белка (синий и малиновый).

Кроме этого было найдено еще 11 мелких кластеров в 3-11 атомов (обозначены разными цветами на рисуке 1). Ввиду их небольшого размера сложно утверждать, что они имеют какую-то биологическую значимость. Тем не менее видно, что многие из них, в том числе самые крупные, расположены вблизи контакта двух мономеров. Возможно, что они, как и часть самого большого кластера, играют роль в поддержании димерной структуры белка.

Рисунок 1. Гидрофобные кластеры в структуре 3g2m


Чтобы более подробно изучить место контакта двух димеров, в CluD был произведен поиск гидрофобных ядер с прежними параметрами, но не по всей структуре, а между цепями. Нашлось 8 кластеров. Среди них присутсвовали относительно крупные - 26, 15, 14 атомов, а остальные имели меньший размер (3-8 атомов). Тем не менее, все кластеры были расположены недалеко друг от друга, и, вероятно, могли бы представлять собой одно или несколько более крупных гидрофобных ядер.

Поиск CluD с немного повышенным порогом расстояния (5.7 Å против 5.4 Å), привел к более интерпретируемому результату (Рис.2). Было найдено 5 ядер. Самый большой кластер в 64 атома (бирюзовый) локализуется в центральной части контакта двух бета-листов, принадлежащих разным мономерам, два следующих по размеру ядра в 16 (малиновый) и 15 (розовый) атомов расположены по краям контактирующих бета-листов. Также имеется небольшой гидрофобный кластер в 3 атома на месте стыка концов альфа-спиралей двух мономеров (красный). По-видимому, в N-метилтрансферазе MtfA гидрофобные взаимодействия, действительно, играют существенную роль в поддержании структуры гомодимера.
Рисунок 2. Гидрофобные кластеры, образующиеся при контакте двух мономеров в структуре 3g2m (в трех проекциях)