Поиск гидрофобных кластеров в структуре белка 2JK5
С помощью сервиса CluD были получены гидрофобные кластеры для белка 2JK5 (калиевый канал, в норме представляющий собой гетеро-12-мер).
При первом запуске сервиса с пороговым расстоянием 5.4Å и ограничением по минимальному размеру кластера в 3 атома нашлось всего 18 кластеров. Представляющими интерес являются всего три наиболее крупных кластера (675, 181 и 43 атома). Первый кластер (на рис.1. окрашен в красный) покрывает большую часть поверхности белка. Интересно, что отдельным кластером (на рис.1. обозначен синим) выделилась часть (бета-лист) легкой цепи иммуноглобулинового домена легкой цепи FAB-фрагмента. Также нашелся кластер непосредственно в области трансмембранных спиралей канала, отвечающий их взаимодействие.
Рис.1. Гидрофобные кластеры, найденные CluD в 2JK5 при пороговом расстоянии 5.4Å (обозначены сферами).
Поскольку данное разбиение на кластеры не дает хорошего представления о функционально значимых участках, было решено уменьшить порог по расстоянию до 4.5Å.
Кластеров ожидаемо нашлось больше, при этом ситуации, когда один из кластеров существенно крупнее всех остальных, мы уже не наблюдаем. Для анализа были выбраны наибольшие 7 кластеров размером, варьирующимся от 172 до 25 атомов.
Рис.2. Гидрофобные кластеры, найденные CluD в 2JK5 при пороговом расстоянии 4.5Å (обозначены сферами).
В данном случае кластеры уже четко разделяются по доменным областям, локализуясь преимущественно на бета-листах. Кроме того выделяется кластер, находящийся у входа в канал (окрашен рыжим). Судя по всему, гидрофобные участки вовлечены в процесс узнавания субстратов и аллостерических регуляторов.
Поиск гидрофобных кластеров на интерфейсе двух цепочек димера.
Для этого пункта задания была выбрана редуктаза 3J3J, представляющая из себя гомодимер.
Для начала было решено посмотреть на кластеры внутри цепей, поскольку кластер взаимодействия цепей будет создавать ассиметрию в расположении всех кластеров. С запуском CluD с настройками по умолчанию та же проблема, что упоминалась выше: один большой кластер на весь белок, когда остальные очень маленькие. При пороговом расстоянии кластеры распределяются согласно расположению функциональных элементов: синий и желтые кластеры соответствуют двум разным цепям.
Рис.3. Гидрофобные кластеры, найденные CluD в 2J3J при пороговом расстоянии 4.5Å (обозначены сферами).
При уменьшении порогового расстояния еще больше появляется отдельный кластер на границе раздела цепей (обозначен розовым на рис.4).
Рис.3. Гидрофобные кластеры, найденные CluD в 2J3J при пороговом расстоянии 4.4Å (обозначены сферами).
Далее были найдены кластеры между цепями непосредственно определены CluD с порогом 4.5Å.
Нашлось 4 кластера (размером 8-12 атомов), плотно расположенных на границе между цепями. По-видимому, гидрофобное взаимодействие играет важную роль в димеризации этого белка.
Рис.4. Гидрофобные кластеры, найденные CluD в 2J3J (поиск контактов между цепями) при пороговом расстоянии 4.4Å (обозначены сферами).