Задание 1

Для работы была выбрана структура белка бета-лактамазы TRU-1 из организма Aeromonas enteropelogenes с PDB ID 6fm6. C помощью сервиса CluD был произведен поиск гидрофобных кластеров в структуре c параметрами по умолчанию.

Всего было найдено 8 кластеров, размеров 3, 3, 4, 6, 9, 13, 18, 676 (рисунок 1).

Рисунок 1. Гидрофобные кластеры (шариками) в структуре 6fm6 (картун).

Самый большой кластер (оранжевый) охватывает всю глобулу и, судя по всему, именно он и участвует в стабилизации третичной структуры. Также имеются более мелкие кластеры, стабилизирующие отдельные петли (синий). Однако есть и кластеры, частично расположенные на поверхности глобулы (рисунок 2).

Рисунок 2. Гидрофобные кластеры на поверхности глобулы.

Такое расположение противоречит законам физики и глобулостроения. Однако, скорее всего, существование этих кластеров становится возможным благодаря кристаллическому строению белка. Скорее всего, их взаимодействие способствует образованию и сохранению кристаллической решетки, а в растворе эти кластеры исчезают (прячутся внутрь молекулы).

Также можно заметить два кластера, расположенных в кармане (рисунок 3). Так как этот карман содержит активный центр, то, скорее всего, эти кластеры участвуют в связывании и стабилизации гидрофобной части лиганда (антибиотика пенициллинового ряда).

Рисунок 3. Гидрофобные кластеры в кармане связывания лиганда.

Задание 2

Для поиска кластеров между цепями димера использовалась структура 2-гидроксибифенил-3-монооксигеназы с pdb ID 5BRT. Поиск кластеров велся по цепям с расширенным списком гидрофобных атомов. В результате нашлось 3 кластера размеров 3, 4 и 12 атомов. Они - на рисунке 4.

Рисунок 4. Гидрофобные кластеры между цепями, образующими димер.

Как можно заметить, кластеры расположены практически симметрично, то есть у разных цепей в образовании кластеров участвуют одни и те же атомы. Можно считать, что эти три кластера обеспечивают димеризацию белка.