Задание 1; Предсказание вторичной структуры тРНК
В данном задании было сделано три предсказания вторичной структуры тРНК (PDB ID: 1U0B) с помощью команд find_pair из пакета 3DNA, einverted из пакета
EMBOSS и с помощью алгоритма Зукера. Результаты предсказаний отображены в Таблице 1.
Также примерное располажение стеблей тРНК, полученное по алгоритму
Зукера, изображено на Рисунке 1 (получено со второй попытки).
| 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' всего 7 пар |
предсказано 8 пар из 7 | предсказано 7 пар из 7 |
| T-стебель | 5'-49-53-3' 5'-61-65-3' всего 5 пар |
предсказано 0 пар из 5 | предсказано 5 пар из 5 |
| Антикодоновый стебель | 5'-39-42-3' 5'-28-31-3' всего 4 пары |
предсказано 2 пары из 4 | предсказано 9 пар из 4 |
| D-стебель | 5'-10-12-3' 5'-23-25-3' всего 3 пары |
предсказано 0 пар из 3 | предсказано 4 пары из 3 |
| Общее число канонических пар нуклеотидов | всего 19 пар | 4/19 | 25/19 |
Из полученных результатов видно, что предсказания find_pair и алгоритма Зукера во многом совпадают. Предсказание einverted демонстрирует наименьшую точность из всех предсказаний.
Рисунок 1
Задание 2. ДНК-белковые контакты
Упражнение 1:
Упражнение 2
В данном упражнении был проведен алазиз ДНК-белковых контактов в структуре ДНК-белкового комплека (PDB ID: 1BDT). Контакты считались полярными, если в контакт вступали атомы азота или килорода белка и ДНК на расстоянии не более 3.5 ангстрем. Контакты считались неполярными, если если контактировали атомы углерода, фосфора или серы ДНК и белка на расстоянии не более 4.5 ангстрем. Результаты анализа представлены в Таблице 2, команды, используемые для поиска контактов в программе J(S)mol, отражены в скрипте 3
Таблица 2| Контакты атомов белка с | Полярные | Неполярные | Всего |
| Остатками 2'-дезоксирибозы | 2 | 29 | 31 |
| Остатками фосфорной кислоты | 35 | 41 | 76 |
| Остатки азотистых оснований со стороны большой бороздки | 16 | 23 | 39 |
| Остатки азотистых оснований со стороны малой бороздки | 0 | 0 | 0 |
Упражнение 3
Изображение межмолекулярных контактов, выполненное с помощью программы nucplot (рисунок 2)
Упражнение 4
Из результатов упражнения 3 видно, что наибольшее число контактов с ДНК образует аминокислотный остаток [MET]4:A (4 прямых контакта с фосфатной группой и один контакт с дезоксирибозой) и остаток [MET]4:C (также 5 контактов). Ниже представлено изображение (рисунок 3) контактов остатка [MET]4:A. Стоит учитывать, что все контакты выявлены программой из-за пространственной конфигурации (расстояние менее 3.35 ангстрем), но при этом в контакт могут вступать любые атомы (т.е. считается, что между углегодом и кислродом или между углегодом и азотом на расстояниях менее 3.35 ангстрем также образуются контакты).
По моему мнению, наиболее важным аминокислотным остатком для распознавания ДНК является остаток GLN9(B). (рисунок 4)
Во-первых,
из всех остатков глутамина, показанных на изображении, глутамин 9 цепи B образует больше всего настоящих водородных связей:
связь с аденином напрямую через атом ОЕ1 и связь с остатком фосфорной кислоты через молекулу воды. Интересно то, что остаток кислоты и аденин,
с которыми образуются контакты, принадлежат разным нуклеотидам.
Во-вторых, из изображения видно, что
остатки глутамина образуют настоящие водородные связи без посредников в виде воды только с аденином (остаток GLN9(C) образует неводородную связь с тимином).
Это говорит о том, что из всех азотистых оснований для глумина свойственно связываться именно с аденином, по крайней мере в пределах данного ДНК-белкового комплекса.
