Исследование ДНК-белковых взаимодействий в структуре комплекса 1ODH.

I. Краткое описание структуры в файле 1ODH.pdb

Организм: Mus musculus.
Молекулы: белок (цепь A), две комплементарные цепи ДНК (С и D).
Цепь ДНК:

цепь C [1001] 5' - cgatgcgggtgca - 3'[1013]
                   |||||||||||||
цепь D [1014] 3' - tgcacccgcatcg - 5'[1026] 

Картинки:

II. Функции белка из 1ODH.pdb.

Некоторая информация о структуре:

1ODH - струтура, отображающая связь GCM транскрипционного фактора и ДНК. GCM расшифровывается как "отсутствие клеток нейроглии"("Glia 
cell missing"). Прототипичные GCM белки дрозофилы управляют дифференциацию нейронного предшественника в клетку нейроглии. Но GCM белки 
млекопитающих вовлечены в развитие плаценты и паращитовидной железы.   
Все GCM белки имеют высоко консервативный участок из 150 аминокислот, отвечающий за связывание ДНК: GCM-домен. 
Представленная структура является GCM-доменом мыши, связанным с соответствующим октамером ДНК.
GCM-домен проявляет необычные особенности фолдинга: он состоит из двух доменов, связанных через два структурных иона цинка. 
Исследована новая способность бета-листов узнавать ДНК: в 1ODH пятисложенный бета-лист выдается в большую бороздку ДНК перпендикулярно
спирали ДНК.

III. Исследование структуры ДНК.

Тип формы ДНК: В-форма.
Средние значние торсионных углов:

	α (P - O5')	β (O5' - C5')	γ (C5' - C4')	δ (C4' - C3')	ε (C3' - O3')	ξ (O3' - P)	χ (C1' - N)
1ODH	-25.99	30.19	26.57	141.93	-39.92	-100.23	-109.84

Самый "деформированный" нуклеотид:

	α (P - O5')	β (O5' - C5')	γ (C5' - C4')	δ (C4' - C3')	ε (C3' - O3')	ξ (O3' - P)	χ (C1' - N)
Деформ.	158.4	-158.8	169.0	139.5	-155.5	-144.4	-122.7

Файл Exel со значениями уголов и подсчетом средних:
1ODH_torsion.xls

Подробнее о проделанной работе с пакетом 3DNA можно прочитать здесь:
Зан. 2, зад. 4, упр. 1 "Торсионные углы"
Как видно, деформация при связывании белка действительно происходит: для некоторых нуклеотидов углы сильно отличнаются от типичной B-формы.
Самый отколняющийся нуклеотид - второй гуанин. Отклоняются углы и комплементарного ему цитозина.

IV. Исследование природы ДНК-белковых контактов.

С помощью скрипта получила данные и изображения ниже.

    
A
		T
		G
		C



Major groove
	N6 N7 C5 C6 C8
	C4 C5 C6 C7 O4
	C5 C6 C8 N7 O6
	C4 C5 C6 N4
	





Minor groove
	C2 C4 N3 N9
	C2 C6 N1 O2
	C2 C4 N2 N3 N9
	N1 O2





Undefined
	N1
N3
N1
N3
		

Contact
 		Type
Number of contacts
	Involved aa
		Specific nt (nucplot)




Deoxyribose/protein
		polar
10
		2
		        ARG167 LYS160
 - 



Deoxyribose/protein
		nonpolar
        8
                       ALA104 CYS101 LYS160 ILE100 LEU72 PHE131 
 -



Phosphate/protein
       polar
20
	        12
                      ARG167 LYS107 LYS160 CYS101 ILE100 LYS73 ARG62 SER69 ARG54 LYS74
 -


                                
Phosphate/protein
       nonpolar
        8
                       LEU72 LYS160 ILE100 ALA99 LYS107
 G1008 G1009 C1018



Major groove/protein
    polar
4
	        4
                       ASN65 HIS67
-
							 								


                                
Major groove/protein
    nonpolar
        0
                       - 
-


                                
Minor groove/protein
    polar
0
	        0
                       -   
 -


                                
Minor groove/protein
    nonpolar
        0
                       - 
 -

Полярные контакты дезоксирибоза - белок:


Неполярные контакты дезоксирибоза - белок:


Полярные контакты фосфат - белок:


Неполярные контакты фосфат - белок:


Полярные контакты большая бороздка - белок:


Неполярные контакты большая бороздка - белок:


Полярные контакты малая бороздка - белок:


Неполярные контакты малая бороздка - белок:

IV. Популярная схема ДНК-белковых контактов nucplot.

Получена такая картинка (приведена показательная часть, где отмечены взаимодействия с белком):




Наибольшее число контактов: G1002, A1003, T1004, G1005, T1017.

VI. Характеристика ДНК-связывающего домена

Белок: GCM1_MOUSE (P70348)
Длина: 436 ак
Домен: GCM transcription factors

Информация:
GCM транскрипцонные факторы вовлечены в фундаментальные процессы развития организма. Их ДНК-связывающий домен расположен на N-конце, содержит 150 ак. C-конец мало консервативен.
ДНК-связывающий домен присоединяется к неполиндромному октамеру 5'-ATGCGGGT-3'. Консервативные остатки: семь цистеинов, четыре гистидина. Лиганды: два цинка. Домен состоит из большего (пять бета-листов) и меньшего (три бета-листа) субдоменов; имеется три небольших спиральных элемента, протиопоставленных бета-листам.
Картинка: