Гидрофобные кластеры
1. Гидрофобные кластеры в структуре белка 5T30.
Для выполнения задания использовались ранее выбранная структура белка (см.
практикум 1) 5T30 и сервис
Clud. Поскольку биологически
активной формой является гомотетрамер, я воспользовалась еще одним сервисом
(PDBePISA) для воссоздания biological assembly из асимметрической ячейки (2 цепей).
При изменении порога дистанции (в пределах которой атомы объединяются в один кластер) и объема кластера была получена серия изображений для анализа, представленных ниже.
Сначала были найдены гидрофобные кластеры с порогом на расстояние по умолчанию (5.4 Å) и числом атомов в кластере не менее 3х (рис. 1, 2). Для тетрамера было найдено 13 кластеров (наибольший изх них включал 1768 атомов, равномерно покрывая все ядро. Еще 4 симметрично расположенных друг относительно друга кластера содержат по 4 атома (рис. 2), оставшиеся 8 - по 3.
Вряд ли такая кластеризация имеет какой-то особенный биологический смысл, поэтому параметры были изменены на следующие: 4.6 Å и 5 атомов. При этом нашелся только 1 кластер из 1576 атомов (рис. 3).
После понижения числа атомов в кластере до дефолтного значения (3) при сохранении порога расстояния в 4.6 Å помимо 13-ти ранее описанных кластеров было найдено еще 3 (рис. 4).
С порогом в 5 Å и 3 атомами в кластере результат выдачи был такой же, как и в первом случае.
Гидрофобные участки расположены внутри белка между α-спиралями и β-тяжами, способствуя поддержанию вторичной структуры.
В обзоре 2018 года говорится о небольшом гидрофобном кластере (Phe77, Trp78, Trp123, Trp161), находящемся в непосредственной близости к активному центру и опосредующем каталитический механизм. Случайным образом мне удалось подобрать параметры, при которых и был найден описанный гидрофобный участок: в качестве порога дистанции было задано расстояние 3.5 Å, а число атомов снижено до 3 (рис. ).
В целом, можно заключить, что при использовании Clud есть тенденция к увеличению числа кластеров при уменьшении порога дистанции. Напротив, при увеличении дистанции происходит объединение маленьких кластеров в большие.
При изменении порога дистанции (в пределах которой атомы объединяются в один кластер) и объема кластера была получена серия изображений для анализа, представленных ниже.
Сначала были найдены гидрофобные кластеры с порогом на расстояние по умолчанию (5.4 Å) и числом атомов в кластере не менее 3х (рис. 1, 2). Для тетрамера было найдено 13 кластеров (наибольший изх них включал 1768 атомов, равномерно покрывая все ядро. Еще 4 симметрично расположенных друг относительно друга кластера содержат по 4 атома (рис. 2), оставшиеся 8 - по 3.
Вряд ли такая кластеризация имеет какой-то особенный биологический смысл, поэтому параметры были изменены на следующие: 4.6 Å и 5 атомов. При этом нашелся только 1 кластер из 1576 атомов (рис. 3).
После понижения числа атомов в кластере до дефолтного значения (3) при сохранении порога расстояния в 4.6 Å помимо 13-ти ранее описанных кластеров было найдено еще 3 (рис. 4).
С порогом в 5 Å и 3 атомами в кластере результат выдачи был такой же, как и в первом случае.
Гидрофобные участки расположены внутри белка между α-спиралями и β-тяжами, способствуя поддержанию вторичной структуры.
В обзоре 2018 года говорится о небольшом гидрофобном кластере (Phe77, Trp78, Trp123, Trp161), находящемся в непосредственной близости к активному центру и опосредующем каталитический механизм. Случайным образом мне удалось подобрать параметры, при которых и был найден описанный гидрофобный участок: в качестве порога дистанции было задано расстояние 3.5 Å, а число атомов снижено до 3 (рис. ).
В целом, можно заключить, что при использовании Clud есть тенденция к увеличению числа кластеров при уменьшении порога дистанции. Напротив, при увеличении дистанции происходит объединение маленьких кластеров в большие.
Рисунок 1. Гидрофобные кластеры 5T30 (дефолтные параметры, все кластеры).
Рисунок 2. Гидрофобные кластеры 5T30 (дефолтные параметры, кластеры по 4 атома выделены
отдельно для более простой визуализации).
Рисунок 3. Гидрофобные кластеры 5T30 (параметры: 4.6 Å, 5 атомов).
Рисунок 4. Гидрофобные кластеры 5T30 (параметры: 4.6 Å, 3 атома).
Рисунок 5. Гидрофобные кластеры 5T30 (параметры: 3.5 Å, 3 атома).
Рисунок 6. Иллюстрация активного центра из статьи (ссылка в тексте).
2. Гидрофобные кластеры в структуре комплекса белок-ДНК.
Для анализа гидрофобных взаимодействий белка-ДНК был выбран ранее рассмотренный
комплекс 3HDD (см.
практикум 2).
При стандартных параметрах было выделено 5 кластеров (рис. 7), макисмальный гидрофобный кластер (134 атома) соотвествует ДНК, на 2 молекулы белка приходится 3 кластера. Что интересно, части цепи ДНК был присвоен отдельный кластер из 35 атомов, что говорит о возможной связи между характером гидрофобности определенного участка цепи и способностью связывать белок.
После увеличение порога дистанции до 6.5 Å наибольшие кластеры объединились в один (рис. 8), образуя совместный "ДНК-белковый" гидрофобный кластер, следовательно, такой порог для указанной структуры слишком высокий.
При понижении допустимой дистанции до 4 Å максимальный объем кластера составляет 15 атомов (рис. 9), а всего таких кластеров - 27. Они в основном сосредоточены на границе контакта белка с ДНК, что говорит о наиболее подходящем сочетании параметров для описания зоны контактов ДНК-белок и возникающих гидрофобных взаимодействий.
При стандартных параметрах было выделено 5 кластеров (рис. 7), макисмальный гидрофобный кластер (134 атома) соотвествует ДНК, на 2 молекулы белка приходится 3 кластера. Что интересно, части цепи ДНК был присвоен отдельный кластер из 35 атомов, что говорит о возможной связи между характером гидрофобности определенного участка цепи и способностью связывать белок.
После увеличение порога дистанции до 6.5 Å наибольшие кластеры объединились в один (рис. 8), образуя совместный "ДНК-белковый" гидрофобный кластер, следовательно, такой порог для указанной структуры слишком высокий.
При понижении допустимой дистанции до 4 Å максимальный объем кластера составляет 15 атомов (рис. 9), а всего таких кластеров - 27. Они в основном сосредоточены на границе контакта белка с ДНК, что говорит о наиболее подходящем сочетании параметров для описания зоны контактов ДНК-белок и возникающих гидрофобных взаимодействий.
Рисунок 7. Гидрофобные кластеры комплекса 3HDD (дефолтные параметры).
Рисунок 8. Гидрофобные кластеры комплекса 3HDD (параметры: 6.5 Å, 3 атома).
Рисунок 9. Гидрофобные кластеры комплекса 3HDD (параметры: 4 Å, 3 атома).
