Гидрофобные кластеры

Изучаемый белок

Я выбрал белок 4XSO и загрузил его на сервис CluD чтобы найти гидрофобные кластеры данного белка. Изначально алгоритм был запущен с параметрами, установленными по умолчанию. При этом было обнаружено 15 гидрофобных кластеров, но только в три из них входит более чем 10 атомов. Наибольший кластер состоит из 1073 атомов (рис 1, показан желтым) он связывает между собой альфа-спирали внутри белка и две субединицы между собой (авторы, изучавшие оригинальную структуру, установили, что димер образуется именно благодаря гидрофобным взаимодействиям). Второй по размеру кластер включает 185 атомов (рис 1, показан синим) и связывает внутренние поверхности бета-листов(которые смотрят своей другой стороной в междоменный просвет) с альфа-спиралями на дистальных концах димера, третий кластер состоит из 157 атомов (рис 1, показан розовым), он расположен симметрично и аналогично второму. Мелкие кластеры расположены разрозненно, некоторые выходят на поверхность белка.

Рисунок 1. Общий вид гидрофобных кластеров 4XSO.

Для уточнения гидрофобных кластеров программа была запущена повторно с другими параметрами: Distance threshold 4.5 А, Show clusters not smaller 10. При таком запросе нашлось 9 гидрофобных кластеров, которые показаны на рисунке 2. Кластеры располагаются внутри молекулы удерживая элементы вторичной структуры бета-слои и альфа-спирали. Несколько кластеров выходят на поверхность белка. Самый крупный кластер всё ещё зона контакта мономеров, границы между кластерами соответствуют границе между доменами либо остову бета-листов.

Рисунок 2. Гидрофобные кластеры 4XSO на уровне 4.5 А.

Для уточнения гидрофобных кластеров программа была запущена повторно с другими параметрами: Distance threshold 4 А, Show clusters not smaller 10. При таком запросе нашлось 9 гидрофобных кластеров, которые показаны на рисунке 3. Кластеры располагаются внутри молекулы удерживая элементы вторичной структуры бета-слои и альфа-спирали. Самый крупный кластер всё ещё зона контакта мономеров, границы между кластерами соответствуют границе между доменами, остову бета-листов либо осям альфа-спиралей, проходящих внутри белка.

Рисунок 3. Гидрофобные кластеры 4XSO на уровне 4 А.

Более соответствующим реальности мне кажется уровень 4.5 ангстрема, поскольку там присутствует разделение кластеров полярными остовами бета-листов, но нет излишней их фрагментации в пространстве белковой глобулы.

Гидрофобность в димере

Как было сказано ранее, димер в структуре 4XSO удерживается гидрофобными взаимодействиями, что видно как по выдаче CluD, так и по оригинальной статье. Остатки, вовлеченные в это взаимодействие, представлены на рисунке 4.

Рисунок 4. Димер в структуре 4XSO, воспроизведено из DOI:10.1093/glycob/cwv167.


© Бусыгин Сергей, 2019