Занятие 3. Исследование ДНК-белкового комплекса




Исследование ДНК-белковых взаимодействий в структуре комплекса белка 1hdd и фрагмента ДНК

  1. Краткое описание структуры в файле 1hdd.pdb

    2. В файле приведены координаты атомов следующих молекул:
    Молекула-1: ДНК, цепь А (Synthetic construct); молекула-2: ДНК, цепь В (Synthetic construct); молекула-3: белок, цепи С и D, организм: Drosophila melanogaster.
    Для исследования были выбраны цепи С белка 1hdd и цепи А и В, представляющие ДНК со следующей последовательностью:

    цепь А [1]  5' - TTTTGCCATGTAATTACCTAA - 3' [21] 
                  ||||||||||||||||||||
цепь В [42] 3' -  АААСGGTACATTAATGGATTA - 5' [22],

    где 1 и 21 - номера первого и последнего нуклеотида, а 22 и 42 - на соответствующей комплементарной цепи

  2. Функции белка, структура которого представлена в файле 1hdd.pdb

    3. Белок P02836/Segmentation polarity homeobox protein engrailed из Drosophila melanogaster (Fruit fly), который определяет паттерн формы сегментации и необходим для развития ЦНС и который является регулятором транскрипции и подавляет активированные промоутеры.

  3. Исследование структуры ДНК

    4. С помощью программ find_pair и analyze был определен В тип формы ДНК, правозакрученной. Выходной файл
    Расчет средних значений торсионных углов для внутренних нуклеотидов приведен в файле
    Cамый "кривой" нуклеотид со значениями торсионных углов - тимин 15 из цепи В.
    С учетом большой разности между некоторыми значениями торсионных углов и их отклонения от среднего, вероятнее всего, связывание с белком значительно влияет на структуру и, конечно же, деформацию ДНК.

  4. Исследование природы ДНК-белковых контактов

    5. 1) скрипт my_dna.def , по которому определялось число контактов необходимых множеств атомов
    2) Таблица. Контакты разного типа в комплексе 1hdd.pdb

    Контакты атомов белка с

    Полярные

    Неполярные

    Всего

    остатками 2'-дезоксирибозы

    5

    12

    17

    остатками фосфорной кислоты

    23

    9

    32

    остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки

    2

    7

    9

    остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки

    3

    0

    3

    3) Наблюдения:
    Неполярные и полярные ДНК-белковые контакты образуются приблизительно в равной степени, при этом больше всех их образуют остатки фосфорной кислоты с белком и меньше всего остатки азотистых оснований со стороны большой бороздки с белком.

  5. Получение популярной схемы ДНК-белковых контактов с помощью nucplot

    6. На схеме, полученной программой nucplot изображен единственный остаток, образующий водородные связи: Arg3(C) по группе N (одна водородная связь).

  6. Возможный распознающий контакт

    7. Контакт аминокислотного остатка Arg3(A) с нуклеотидом DA33B.C4 возможно представляется хорошим распознающим контактом, так как они достаточно близко локализаваны и способны образовывать неплохие контакты, например, полярные.



  7. Характеристика ДНК-связывающего домена P02836

    8. К сожалению с помощью инструментов Pfam не удалось определить доменную структуру белка из исследуемого комплекса, так как для него не нашлось архитектуры, поэтому была использована программа PDB, где представлено изображение его доменнoй структуры:


    Кристаллическая структура гомеодомена ДНК комплекса, имеющего во вторичной структуре 3 альфа-спирали и 36 остатков, с экспрессионной системой E.coli .
©Андреянова Екатерина