Учебная страница
Жуковой Надежды
Студентки факультета биоинженерии
и биоинформатики МГУ им. Ломоносова
ПРАКТИКУМ №3:
Вторичная структура РНК и ДНК-белковые контакты.
Задание №1: Предсказание вторичной структуры заданной тРНК путем
поиска инвертированных повторов и с помощью алгоритма Зукера.
С помощью пакета EMBOSS была проанализирована вторичная структура 1EXD на наличие инвертированных повторов. Для этого из PDB был скачан fasta-файл, вырезана часть с нуклеотидами, перенесена в новый файл 1EXD.fasta. Далее
была выполнена команда einverted со стандартными параметрами (gap penalty: 12; match score: 3; mismatch score: -4;
threshold: 1). В результате был найден один инвертированный повтор:
Далее с помощью web-версии программы RNAfold была предсказанна вторичная структура РНК:
Далее было проведено сравнение результатов работы команд, которое можно наблюдать в таблице:
| Участок структуры | Позиции в структуре (find_pair) |
Предсказание einverted |
Предсказание алгоритма Зукера |
|---|---|---|---|
| Акцепторный стебель | 5'-902-907-3' 3'-971-966-5' |
6/6 пар | 6/6 пар |
| D-стебель | 5'-949-953-3' 3'-965-961-5' |
0/5 пар | 5/5 пар |
| T-стебель | 5'-937-944-3' 3'-933-926-5' |
0/8 пар | 8/8 пар |
| Антикодоновый стебель | 5'-910-912-3' 3'-925-923-5' |
0/3 пар | 3/3 пар |
| Общее число канонических пар нуклеотидов |
20 | 6 | 20 |
Задание №2: Поиск ДНК-белковых контактов в заданной структуре.
Был написан скрипт для Jmol, в котором последовательно проходят изображения всего белкового комплекса 1xbr,только ДНК комплекса, затем выделяется множество атомов кислорода 2'-дезоксирибозы, множество атомов
кислорода в остатке фосфорной кислоты, множество атомов азота в азотистых основаниях.
Скачать скрипт можно по ссылке: скачать скрипт.
В таблице можно наблюдать контакты разного типа в комплексе 1xbr.pdb
| Контакты атомов белка с | Полярные | Неполярные | Всего |
|---|---|---|---|
| Остатками 2'-дезоксирибозы | 6 | 67 | 73 |
| Остатками фосфорной кислоты | 20 | 30 | 50 |
| Остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки |
2 | 7 | 9 |
| Остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки |
2 | 5 | 7 |
Данные были получены с помощью скрипта, написанного для Jmol. Пример команды для нахождения количества
полярных контактов с остатками 2'-дезоксирибозы:
define set1p :*.O?' and dna .
select within(3.5, set1p) and protein and not carbon
Скачать скрипт с визуализацией необходимых атомов можно по ссылке: скачать скрипт.Далее с помощью программ nucplot и GSview была получена схема ДНК-белковых контактов. Пример команды:
remediator --old 1xbr.pdb > 1xbr_old.pdb .
nucplot 1xbr_old.pdb .
Скачать файл со схемой ДНК-белковых контактов можно по ссылке: скачать файл.В программе GSview была получена схема ДНК-белковых контактов, представленая ниже:
Наиболее важными для распознавания последовательности ДНК являются остатки с максимальным числом связей, а также со связями
с нуклеотидами, а не с сахарофосфатным остовом. В данной структуре аминокислотным остатком с наибольшим числом указанных на схеме
контактов с ДНК оказался Arg67 (5 контактов). Аминокислотный остаток, наиболее важный для распознавания последовательности ДНК,
- это Pro210, так как он образует несколько взаимодействий с азотистым основанием.
Ниже приведены изображения описанных аминокислотных остатков, полученные в Jmol.
Рис.1 Pro210 Рис.2 Arg67