d3-Нахождение гидрофобных кластеров

Нахождение гидрофобных кластеров

Выберем структуру 4EZN ( у нее 2 цепи: А и B, субстрат-связывающий домен DnaK из Pyrrhocoris apterus, экспресированный в Escherichia coli). Сначала поищем гидрофобные контакты в цепи А (таблица 1).

Параметры кластера	Найденные кластеры (номера остатков)	Изображение	Комментарии
5.4Å, минимальное число остатков в кластере: 3	141, 85 - два самых больших, остальные меньше: 21,19,12,7,6,6,6,5,5,3,3,3,3		Было найдено аж 15 кластеров! 2 из них большие: синий и оранжевый, остальные небольшие. Синий кластер покрывает α-участок белка, оранжевый - участок из β-листов. В целом, весь белок покрыт гидрофобными кластерами, что может говорить о том, что структура поддерживается гидрофобными взаимодействиями. Попробуем ужесточить порог.
4.5Å, минимальное число остатков в кластере: 10	124, 61 - два самых больших, остальные: 12,10		Некоторое "ужесточение параметров". По-прежнему найдены 2 больших кластера, относящихся к α-спиральной части белка (синий) и к β-части белка (оранжевый). Из кластеров поменьше остались всего 2, они поддерживают остальные части третичной структуры.
4.0Å, минимальное число остатков в кластере: 10	14, 13 - два самых больших, остальные - 12,10		Снижение порога расстояния оставило 4 кластера, однако все они небольшие, почти не различаются размерами и распределены по структуре неравномерно.
3.5Å, минимальное число остатков в кластере: 3	5 кластеров по 4 остатка		Были найдены 5 маленьких кластеров, разбросанных по всей структуре.

Таблица 1. Гидрофобные кластеры для цепи А структуры 4ezn.

Для анализа взамодействия между цепями был выбран белок из 1 семестра (2CHP, додекаэрический ферритин MrgA из Bacillus Subtilis). Он содержит 4 цепи (А,B,C,D). Рассмотрим взаимодействие между А и В (таблица 2).

Параметры кластера	Найденные кластеры (номера остатков)	Изображение	Комментарии
5.4Å, минимальное число остатков в кластере: 3	1 кластер из 82 остатков		Один большой кластер найден на перифирии субъединиц А и В.
4.5Å, минимальное число остатков в кластере: 10	3 кластера: 17,16,14 остатков		При ужесточении порога один большой межсубъединичный гидрофобный кластер разбился на 3 поменьше.
4.0Å, минимальное число остатков в кластере: 6	2 кластера по 6 остатков		Остались только 2 гидрофобных кластера (исчез средний), они возникают за счет небольшой спирали, выходящей из основной массы α-спиралей структуры. Здесь минимальное число остатков было взято не 10, а 6 (при более 6 остатков при таком пороге не находятся кластеры вообще)
3.5Å, минимальное число остатков в кластере: 3	2 кластера по 3 остатка		Остались 2 маленьких гидрофобных кластера (похожих на предыдущие два)

Таблица 2. Гидрофобные кластеры между субъединицами А и В структуры 2CHP.

ВЫВОДЫ
1. Для структуры 4EZN были найдены 2 крупных гидрофобных кластера, один из которых покрывал часть белка, состоящую из α-спиралей, а другой - часть из β-листов. Более мелкие кластеры покрывают остальные части структуры. Здесь можно сказать, что гидрофобные взаимодействия важны для поддержания внутренней структуры белка.
Функцией белка является связывание других белков (он относится к шаперонам, сама структура представляет белок-связывающий домен DnaK из семейства Hsp70). На рис. 1 представлена область связывания пептида с белок-связывающим доменом. Можно заметить, что пептид связывается с β-тяжами ближе к нерегулярным петлям, где гидрофобных взаимодействий меньше (глядя на рис. из таблицы 1).

Рис.1. Связывание субстрата С-концевым белок-связывающим доменом DnaK^[1]

2. Для второй структуры 2CHP был обнаружен обширный гидрофобный контакт между субъединицами. Это может говорить о том, гидрофобные взаимодействия очень важны для взаимодействия субъединиц между собой (а этот белок додекамер!).