Комплексы ДНК-белок

Предсказание вторичной структуры заданной тРНК

Для предсказания инвертированных участков тРНК с помощью программы einverted была скачана последовательность тРНК в формате fasta.

В последовательности был неканонический нуклеотид I (инозин), и программа einverted не работала. Поэтому была совершена замена I на похожий на него А.

Click to see command

tatyana.ponomareva@kodomo:~/term3/block1/pr2$ einverted rcsb_pdb_1F7U.fasta

Были подобраны следующие параметры:

Click to see arguments

Gap penalty [12]: 10

Minimum score threshold [50]: 0

Match score [3]: 3

Mismatch score [-4]: -4

Результат можно найти здесь

Найденные стебли совпадают с выдачей программы find_pair, однако einverted однозначно менее удобная в использовании.

Предсказание вторичной структуры тРНК по алгоритму Зукера

С помощью алгоритма Зукера было получено следующее изображение (справа рис 1).

В таблице 1 (ниже) приведено сравнение результатов работы трёх программ.

Picture 1

Click to see table 1

Табл. 1 Реальная и предсказанная вторичная структура тРНК 1F7U
Участок структуры	Позиции в структуре (по результатам find_pair)	Результаты предсказания с помощью einverted	Результаты предсказания по алгоритму Зукера
Акцепторный стебель	901-907, 966-972 (7 пар)	- (не смог найти нужные пары)	6 из 7
D-стебель	949-953, 961-965 (5 пар)	5 из 5 предсказано	4 из 5
Антикодоновый стебель	939-944, 926-931 (6 пар)	5 из 6 пар предсказано	5 из 6
T-стебель	910-913, 922-925 (4 пары)	-	2 из 4
Общее число канонических пар нуклеотидов	17	10 предсказано	17 предсказано

Поиск ДНК-белковых контактов в заданной структуре

Программа nucplot

Программа nucplot не работала для заданного файла 1TRO, поэтому я взяла другой белок 1HW2. Файл pdb был переведен в нужный формат с помощью команды:

Click to see command

tatyana.ponomareva@kodomo:~/term3/block1/pr4$ remediator --pdb --old 1hw2.pdb > 1hw2_old.pdb

Далее программа выдала следующую визуализацию контактов между ДНК и белком (рис 2 и 3).

Click to see command

nucplot 1hw2_old.pdb

Работа в JMol

В скрипте 1 выполнены следующие упражнения по заданию множеств атомов:

Click to see commands

Определите множество атомов кислорода 2'-дезоксирибозы (set1).

Определите множество атомов кислорода в остатке фосфорной кислоты (set2).

Определите множество атомов азота в азотистых основаниях (set3).

Скрипт 2 дает последовательное изображение всей структуры, только ДНК в проволочной модели, той же модели, но с выделенными шариками множеством атомов set1, затем set2 и set3.

Далее с помощью скрипта 3 была построена таблица 2, показывающая количество контактов разного типа в исследуемом комплексе.

Click to see table 2

Table 2. Контакты разного типа в комплексе
Контакты атомов белка с	Полярные	Неполярные	Всего
остатками 2'-дезоксирибозы	3	22	25
остатками фосфорной кислоты	6	5	11
остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки	1	1	2
остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки	5	10	15

Можно проследить, что в целом преобладают неполярные контакты.

С помощью выдачи nucplot были определены 2 особенных амикокислотных остатка:

His65(А) - аминокислотный остаток с наибольшим числом указанных на схеме контактов с ДНК. Он образует связи с A16, G17 и фосфатной группой G8.
Arg45(A) - аминокислотный остаток, наиболее важный для распознавания последовательности ДНК, поскольку образует контакты с основанием ДНК (G8) в большой бороздке.

С помощью Jmol была выполнена визуализация расположения и контактов данных аминокислот (см рисунки 4, 5).