Предсказание вторичной структуры тРНК путем поиска инвертированных повторов
Для предсказания вторичной структуры была использована программа einverted из пакета EMBOSS, позволяющая найти инвертированные участки в нуклеотидных последовательностях. При максимальных параметрах gap penalty=12 и minimum score threshold=50 не было найдено ни одного инвертированного повтора. Я стала уменьшать minimum score threshold и при значении равном 15 в результате было найдено 5 пар. Снижая значение gap penalty до 6, получаем: При уменьшении до нуля параметра gap penalty, результат оказался таким: В последнем варианте слишком много гэпов, поэтому врядли этот вариант можно считать достоверным.
SEQUENCE: Score 15: 5/5 (100%) matches, 0 gaps
12 tcagg 16
|||||
36 agtcc 32
SEQUENCE: Score 18: 8/8 (100%) matches, 1 gaps
12 tcaggtggt 20
||||| |||
36 agtcc-cca 29
SEQUENCE: Score 75: 24/24 (100%) matches, 23 gaps
1 ggg-cttgtagctcaggtgg--ttag-agcgcacc--cctg-a---t 37
||| | | | | |||| || | | | |||| ||| | |
73 cccgg---a-c---t-cacctgaa-ctt-g-gtggctgga-gtggga 39
Существует и другой метод предсказания вторичной структуры - алгоритм Зукера. Программа mfold из пакета EMBOSS реализует данный алгоритм. Я воспользовалась online-версией этой программы. При первом запуске и стандартных параметрах (percent suboptimality=5), была получена структура с одним стеблем. Она никак не подходила под вторичную структуру тРНК. Изменив этот параметр на 10, я получила две структуры. Первая совпадала с предыдущей, а вторая имела 4 стебля. Эта структура вполне подходит для тРНК. Ее изображение представлено на Рис.1.
Рис.1. Вторичная структура тРНК. Рисунок получен при помощи программы mfold
Все тРНК имеют одинаковый 3' конец CCA, именно он связывается с аминокислотным остатком при образовании аминоацил-тРНК. Но в найденной структуре этот конец представлен не полностью.
Далее я сравнила результаты двух методов и метода из предыдущего практикума при помощи программы find_pair. Результаты приведены в Таблице 1. Таблица 1. Реальная и предсказанная вторичная структура тРНК из файла 1FFY.pdb
| Участок структуры | Позиции в структуре (по результатам find_pair) |
Результаты предсказания с помощью einverted |
Результаты предсказания по алгоритму Зукера |
| Акцепторный стебель | 5'-1-7-3' 5'-66-72-3' 7 пар |
5 пар | 5 пар |
| D-стебель | 5'-10-13-3' 5'-22-25-3' 4 пары |
4 пары | |
| T-стебель | 5'-49-53-3' 5'-61-65-3' 5 пар |
5 пар | |
| Антикодоновый стебель | 5'-26-32-3' 5'-38-44-3' 7 пар |
7 пар | |
| Общее число канонических пар нуклеотидов | 20 пар | 5 пар | 21 пара |
Будем считать полярными атомы кислорода и азота, а неполярными атомы углерода, фосфора и серы.
Назовем полярным контактом ситуацию, в которой расстояние между полярным атомом белка и полярным атомом ДНК меньше 3.5Å. Аналогично, неполярным контактом будем считать пару неполярных атомов на расстоянии меньше 4.5Å. Таблица 2. Контакты разного типа в комплексе 1R4O.pdb
Далее я заполнила Таблицу 2, используя скрипт, который можно прогсмотреть здесь.
| Контакты атомов белка с | Полярные | Неолярные | Всего |
| остатками 2'-дезоксирибозы | 0 | 1 | 1 |
| остатками фосфорной кислоты | 4 | 2 | 6 |
| остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки | 0 | 1 | 1 |
| остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки | 0 | 0 | 0 |
Далее я воспользовалась программой nucplot, предназначенной для визуализации контактов между ДНК и белком. Программа работает со старым форматом pdb. В итоге схема ДНК-белковых контактов выглядит так (Рис.1):
Рис.2. Схема ДНК-белковых контактов. Рисунок получен при помощи программы nucplot.
Как позано на схеме каждый аминокислотный остаток один раз связывается с ДНК, за исключением Arg466. Он связывается с гуанином двумя атомами NH1 и NH2.
По моему мнению именно эта аминокислота наиболее важная для распознавания последовательности ДНК. В доказательство своей точки зрения привожу изображение (Рис.3) контакта Arg466 и ДНК.
Рис.3. Контакт ДНК и Arg466. Пунктиром показана водородная связь.
Вернуться к 3 семестру