Нахождение гидрофобных кластеров

В белках неполярные атомные группы образуют гидрофобные кластеры внутри молекулы. Эти кластеры вносят существенный вклад в стабильность глобулы большинства белков и могут служить "зародышами" в процессе сворачивания белка. Гидрофобные эффекты также важны для межмолекулярных взаимодействий: белок-белковых, белок-НК и др.

Для поиска гидрофобных кластеров в молекуле полинуклеотидкиназы 4GP7 был запущен алгоритм CluD. Параметры (пороговое расстояние и минимальное количество атомов в кластере) подбирались так, чтобы результат можно было правдоподобно интерпретировать. Так, при пороговом расстоянии 4.1 Å и минимальном размере кластера 7 атомов, были найдены 2 гидрофобных кластера в протомере полинуклеотидкиназы (в димере находятся 5 кластеров: 2 в цепи A и 3 в B; это странно, поскольку протомеры идентичны). Найденные в цепи A гидрофобные кластеры изображены на рис. 1.

Рис. 1. Гидрофобные кластеры внутри гомодимера полинуклеотидкиназы организма Ruminiclostridium thermocellum, PDB ID - 4GP7.

Один кластер, раскрашенный на рисунке 1 в оранжевый цвет, образован атомами боковых групп двух β-листов, обращенных в просвет между ними. Второй кластер, раскрашенный красным цветом, расположен между одним из β-листов и двумя α-спиралями. Оба кластера образуют стабильное гидрофобное ядро, которое поддерживает структуру белка и является твердым основанием для гидрофильного и открытого для растворителя сайта связывания ATP.

Далее был осуществлен поиск гидрофобных кластеров на интерфейсе двух цепей полинуклеотидкиназы. Для этого был запущен тот же алгоритм CluD, но с параметром Search clusters between chains. При параметрах: пороговое расстояние 5.0 Å, минимальный размер кластера 7 атомов, был найден один кластер, расположенный на границе двух цепей, который состоял из 15 атомов (рис. 2).

Рис. 2. Гидрофобные кластеры на интерфейсе протомеров полинуклеотидкиназы 4GP7.

Найденный гидрофобный кластер расположен в области контакта двух протомеров - между β-листами двух цепей. Из полученного результата можно сделать вывод о том, что гидрофобные взаимодействия между двумя протомерами вносят вклад в образование стабильного димера.