9강 / 20강

Fig. 7 읽는 법 — 2D 상호작용 그림에 없는 것

Fig. 7 「Hydrogen bond interactions within the Protein and ligand 15 complex」

논문 Fig. 7 은 두 장입니다 — (a) 3차원 그림, (b) 2차원 도식. 2D 도식은 리간드를 가운데 놓고 주변 잔기를 원으로 그린 뒤 점선으로 상호작용을 잇습니다.

보기 좋고 이해하기 쉬워서 도킹 논문에 거의 항상 실립니다. 그런데 이 그림이 말하지 않는 것이 말하는 것보다 많습니다.

수소결합 개수를 세는 것만으로는 결합력을 알 수 없습니다. 비용 쪽이 그림에 없거든요.

Python 브라우저에서 실행

# 수소결합 하나가 결합력에 실제로 얼마나 기여하나.
print("수소결합 하나의 기여 (문헌 범위)")
print()
cases = [
    ("중성-중성, 물에 노출", 0.5, 1.5),
    ("중성-중성, 묻힘",      1.5, 3.0),
    ("전하-중성, 묻힘",      2.0, 4.5),
    ("전하-전하(염다리), 묻힘", 3.0, 5.0),
]
for name, lo, hi in cases:
    print(f"  {name:22s} {lo:>4.1f} ~ {hi:>4.1f} kcal/mol")
print()

n_hb = 8      # Fig. 7 에 그려진 수소결합 수 (대략)
print(f"수소결합 {n_hb}개가 다 '묻힌 중성-중성' 이면 최대")
print(f"  {n_hb*3.0:.1f} kcal/mol")
print()
print("그런데 리간드를 묶는 데 드는 엔트로피 비용이")
print("  +3 ~ +6 kcal/mol 쯤 됩니다 (회전결합 수에 따라).")
print("PGG 는 회전결합이 10개가 넘으니 이 비용이 큽니다.")

고등학생위 코드가 방금 무슨 일을 했나요

수소결합 하나가 실제로 결합력에 얼마나 기여하는지 범위를 봤습니다. 0.5 ~ 5 kcal/mol 사이예요.

그리고 마지막에 비용을 계산했습니다 — 리간드가 묶이면서 자유도를 잃는 값이 +3 ~ +6 kcal/mol 쯤 됩니다.

엔트로피 비용이 뭔가요?

분자가 자유롭게 돌아다닐 때는 자세가 수없이 많습니다. 주머니에 끼면 자세가 하나로 고정돼요.

자연은 자유로운 것을 좋아합니다(엔트로피가 큰 쪽으로 갑니다). 그래서 고정되는 데는 대가가 듭니다.

회전 가능한 결합이 많을수록 잃는 자유가 커요 — PGG 는 약 10개입니다 — 에스터 5개가 각각 둘씩.

Table 2 를 열로 쪼개 보면 무엇이 순위를 만들었는지가 보입니다. 논문은 이 분해를 하지 않았어요.

Python 브라우저에서 실행

import pandas as pd

t2 = pd.read_csv("dock_ligands.tsv", sep="\t")
print("Table 2 의 XP HBond 항")
print(t2[["ligand", "gscore", "xp_hbond"]].to_string(index=False))
print()

# 상위 4개와 나머지 6개의 HBond 항이 완전히 다릅니다.
top4 = t2.head(4).xp_hbond
rest = t2.tail(6).xp_hbond
print("상위 4개 평균 HBond 항 :", round(top4.mean(), 2))
print("나머지 6개 평균        :", round(rest.mean(), 2))
print("차이                   :", round(top4.mean()-rest.mean(), 2))
print()
print("gscore 차이는", round(t2.head(4).gscore.mean()-t2.tail(6).gscore.mean(), 2), "인데")
print("HBond 항 차이만", round(top4.mean()-rest.mean(), 2), "입니다.")
print("→ 상위권의 우위는 거의 전부 수소결합 항에서 왔습니다.")

🤔 확인 문제

2D 상호작용 그림이 보여 주지 않는 것은?

🤔 확인 문제

Table 2 에서 상위 4개와 나머지 6개의 XP HBond 항이 뚝 끊겨 있는 것은 무엇을 시사하나?