Внутренности белков и макромолекул
HYDROPHOBIC CORE OF BACILLUS PUMILUS CATALASE

jmol2

jmol2.1

jmol2.2

Единственное крупное гидрофобное ядро[1] белка состоит из 4074 атомов (22.71% от всех атомов в молекуле). Ядро пронизывает всю молекулу и выходит на поверхность во многих местах. Атомы в гидрофобном ядре молекулы расположены довольно плотно, но в некоторых местах образуются "разрывы". Например, часть остатка фенилаланина ([PHE]372:A) соседние атомы закрывают полностью уже на 4 Ангстремах от него, но с одной стороны образуется разрыв диаметром около 11 Ангстремов, . Среднее расстояние между соседними не связанными друг с другом молекулами в ядре (считая гидрофильные) - 3.605 Ангстрем. Это число получено с помощью функции Measurements в Jmol и программы Python (Measurements, Python). В плотных частях ядра лишние молекулы влезть не могут, но в местах разрывов могут.
DNA-PROTEIN COMPLEX

jmol3

jmol3.1

jmol3.2

Одна из цепочек белка взаимодействует с молекулой ДНК. Тип взаимодействия - вероятнее всего, ионный (на это указывает довольно большое (около 4 Ангстрем) расстояние между молекулой ДНК и боковыми цепями белка, а также большое количество положительно заряженных аминокислотных остатков (аргинина, лизина) среди остатков, контактирующих с ДНК). Это подтверждается тем, что белковая цепь в основном контактирует с сахаро-фосфатным остовом, который содержит отрицательно заряженные фосфатные остатки.

Обычно белки, взаимодействующие с ДНК, помогают ее упаковывать (гистоны), осуществляют транскрипцию (РНК-полимераза), достраивают молекулу (теломераза), ремонтируют поврежденную ДНК, регулируют экспрессию генов. Данный белок относится к последним: он реагирует на стресс и регулирует транскрипцию оперона, отвечающего за защиту[2].

Как уже было сказано, белок реагирует с сахаро-фосфатным остовом ДНК, и еще немного с большой бороздкой. Однако, несмотря на то, что в большой бороздке есть потенциальные доноры и акцепторы протонов, водородных связей между белком и ДНК не образуется. Зато по положению доноров и акцепторов протонов в большой бороздке можно определить нуклеотидную последовательность одной из цепей ДНК:

1 донор и 1 акцептор - аденин,

2 акцептора - гуанин,

1 донор - цитозин,

1 акцептор - тимин. В малой бороздке так определить последовательность не удается.

Ссылки:

[1] Hydrophobic Clusters in 3D structures

[2] RCSB PDB - 4WU4


© Герасева Е.П. 2015