Υπολογισμός Εσωτερικών Καταλοίπων

Η θέση των καταλοίπων ως προς το κέντρο της πρωτεΐνης είναι σημαντικότατη πληροφορία για την επιλογή των ευθυγραμμισμένων τμημάτων και τη συσχέτισή τους με την υδροφοβικότητα των καταλοίπων. Για το λόγο αυτό δημιουργήθηκε μια επιπλέον επιλογή στο ΗοΜο που χαρακτηρίζει με βάση μια συγκεκριμένη διαδικασία τα κατάλοιπα σαν εσωτερικά ή εξωτερικά. Το κριτήριο που υιοθετήθηκε για κάθε κατάλοιπο είναι η πρόσβαση που μπορεί να έχει το διάλυμα σε κάποια από τα άτομά του.

Η διαδικασία χαρακτηρισμού ξεκινάει με τη διαίρεση του όγκου που καταλαμβάνει το πρωτεϊνικό μακρομόριο σε κυβικές κυψελίδες ενός μήκους πλευράς που επιλέγει κάθε φορά ο χρήστης. Στη συνέχεια τοποθετούνται τα άτομα του μορίου στις κυψελίδες με βάση τις συντεταγμένες τους και αρχίζει ο έλεγχος του περιεχομένου κάθε κυψελίδας σε σχέση με τις γειτονικές. Εάν όλες οι γειτονικές είναι κατειλημμένες τότε χαρακτηρίζεται σαν εσωτερική κυψελίδα, διαφορετικά υποθέτουμε ότι έρχεται σε επαφή με το διάλυμα και κατά συνέπεια είναι εξωτερική. Διερευνώντας το περιεχόμενο και το χαρακτηρισμό των κυψελίδων μπορούμε να εντοπίσουμε τα κατάλοιπα εκείνα που δεν έρχονται σε επαφή με το διάλυμα και θεωρούνται κατά συνέπεια εσωτερικά. Αυτό συμβαίνει όταν κανένα από τα άτομα τους δεν έρχεται σε επαφή με το διάλυμα. Στο σχήμα A μπορούμε να δούμε μια τέτοια διαίρεση ενός πρωτεϊνικού μακρομορίου.

Εικόνα A Διαίρεση Μορίου σε Κυβικές Κυψελίδες

Καθοριστικό μέγεθος για το χαρακτηρισμό των καταλοίπων είναι το μήκος της πλευράς της κυψελίδας. Για μικρές τιμές της θα έχουμε όλα τα άτομα σε επαφή με το διάλυμα δεδομένου ότι ο απλοποιημένος τρόπος που χρησιμοποιούμε θεωρεί τα άτομα σημειακά. Αντίθετα για πολύ μεγάλες τιμές του μήκους θα έχουμε κυψελίδες που θα περιλαμβάνουν πολλά άτομα και κατά συνέπεια θα περιορίζεται ο εσωτερικός χώρος του μορίου. Στις εικόνες Β και Γ βλέπουμε τη διαίρεση του μορίου σε κυψελίδες διαφορετικών μεγεθών. Ικανοποιητικές τιμές του μήκους που συμπίπτουν με άλλες μεθοδολογίες χαρακτηρισμού καταλοίπων σε εσωτερικά και μη, είναι συνήθως τα 3-5 A. Εννοείται ότι ο χρήστης θα πρέπει να δοκιμάσει διάφορες τιμές στο διάστημα των 3-5 A και να καταλήξει σε αυτές που τον ικανοποιούν περισσότερο.


Εικόνα B Διαίρεση Μορίου σε Μικρές Κυψελίδες

Εικόνα Γ Διαίρεση Μορίου σε Μεγάλες Κυψελίδες

Επειδή η διαίρεση του όγκου σε κυψελίδες υιοθετεί τον προσανατολισμό (τρισορθογώνιο σύστημα αξόνων) που έχει το αρχείο της κρυσταλλογραφικής βάσης δεδομένων, περιμένει κανείς κάποιες ελλείψεις στην κατάταξη των αμινοξέων που θα οφείλονται στη μορφολογία του κάθε μορίου. Ένας τρόπος για τον εντοπισμό τους είναι να περιστρέψουμε το μόριο κατά μία γωνία μικρότερη από 90ο και να ξαναϋπολογήσουμε τα εσωτερικά κατάλοιπα. Συγκρίνοντας τα δύο αποτελέσματα θα έχουμε την ακριβή κατάταξη των αμινοξέων.