Для анализа взята структура тРНК-неомицинового комплекса 1i9v из PDB ( ссылка).
Структура тРНК в этом комплексе была изучена с помощью трёх методов: команд find_pair и einverted из пакета EMBOSS, а также онлайн-сервиса RNAfold (ссылка), использующего алгоритм Зукера (см. рис. 1). Результаты приведены в таблице 1.
Обзор результатов работы find_pair применительно к структуре 1i9v можете также посмотреть на странице отчёта о практикуме 3 в этом семестре.
Команда einverted запускалась следующим образом (настройки подобраны под наиболее содержательные выходные данные):
einverted -sequence 1i9v.fas -gap 4 -threshold 8 -match 3 -mismatch -4 -outfile einverted -outseq 1i9v.outseqИ вот, что я получил на выходе в двух разных файлах:
: Score 20: 8/8 (100%) matches, 1 gaps
12 tcagt-tgg 19
||||| |||
35 agtcagacc 27
: Score 18: 10/12 ( 83%) matches, 1 gaps
22 gagcgccaga-ct 33
|| | ||||| ||
48 ctggaggtctaga 36
: Score 15: 5/5 (100%) matches, 0 gaps
49 ctgtg 53
|||||
65 gacac 61>_12_19
tcagttgg
>_27_35
ccagactga
>_22_33
gagcgccagact
>_36_48
agatctggaggtc
>_49_53
ctgtg
>_61_65
cacag| Участок структуры | Акцепторный стебель | D-стебель | Т-стебель | Антикодоновый стебель | Канонических нуклеотидных пар (шт.) |
|---|---|---|---|---|---|
| Позиции в структуре (find_pair) | 1-7:66-72 | 10-13:22-25 | 49-53:61-65 | 26-30:40-44 | 20 |
| Предсказание einverted | --- | 12-19:27-35 | 49-53:61-65 | 22-33:36-48 | 23 |
| Предсказание по алгоритму Зукера | 1-7:66-72 | 10-13:22-25 | 49-53:61-65 | 27-31:39-43 | 20 |
Судя по всему, einverted совершенно не справилась с поставленной задачей, в отличие от алгоритма Зукера и find_pair.
Для анализа взята структура комплекса двухцепочеченой ДНК и белков (фрагмента ETS-1 [цепь B] и парного домена PAX5 [цепь A]) 1mdm из PDB (ссылка).
В данном случае, согласно заданию, меня интересуют только взаимодействия ДНК с белком ETS-1 [цепь B].
Написан скрипт для Pymol, который позволяет задать три множества атомов:
Вот ссылка для скачивания.
Также написан Pymol-скрипт (ссылка для скачивания), получающий из Сети файл 1mdm.pdb и формирующий короткое видео с молекулой ДНК из этого комплекса, показывающий сначала только сахарофосфатный остов в виде линий, а затем последовательно атомы множеств set1, set2 и set3 на этом остове. Ниже (рис. 2-5) представлены кадры из этого видео.
С помощью Pymol были проанализированы различные ДНК-белковые контакты в указанной структуре. Результаты указаны в таблице 2.
| Контакты белка с: | Полярные | Неполярные | Всего |
|---|---|---|---|
| Остатками 2'-дезоксирибозы | 3 | 13 | 16 |
| Остатками фосфорной кислоты | 9 | 6 | 15 |
| Остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки | 4 | 11 | 15 |
| Остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки | 0 | 1 | 1 |
Наиболее активно белок ETS-1 взаимодействует с ДНК за счёт неполярных контактов с атомами 2'-дезоксирибозы. Также важную роль играют неполярные взаимодействия с остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки. Глядя на визуализацию вторичной структуры белка, можно заметить, что такие контакты образованы аминокислотными остатками лежащей перпендикулярно оси ДНК альфа-спирали. Она удачно ложится в большую бороздку ДНК.
С помощью программы nucplot был получен pdf-файл с красиво оформленной информацией о ДНК-белковых взаимодействиях внутри комплекса.
Многие из аминокислотных остатков цепи В, указанных в этом файле, имеют лишь один контакт с ДНК. Однако тирозин 397 и аргинин 391 имеют два контакта каждый. В случае тирозина это контакт гидроксильной группы при фенильном боковом радикале с двумя атомами кислорода в остатке фосфорной кислоты (рис. 6). В случае аргинина это контакты первичного и вторичного атомов азота бокового радикала с азотом 7 и кислородом гуанина соответственно (рис. 7). Такое "пристрастие" аргинина к гуанину мне кажется весьма интересным. Наверняка этот контакт имеет важное значение в координации ДНК-белковых взаимодействий.
