Комплексы ДНК-белок

Задание 1. Предсказание вторичной структуры заданной тРНК
Упр.1

Программа einverted из пакета EMBOSS позволяет найти инвертированные участки в нуклеотидных последовательностях. Так, были найдены возможные комплементарные участки в последовательности исследуемой тРНК (pdb id: 2dlc). Я постаралась подобрать параметры для получения наиболее близкого к реальной структуре предсказания. Результаты представлены в Таблице 1. 
   
einverted -sequence rna.seq -gap 2 -threshold 9 -match 3 -mismatch -2  -outfile outfile3 -outseq seqout3

      : Score 40: 23/31 ( 74%) matches, 8 gaps
       1 ctctcggtagccaagttgggaaggcgcaaga-ctgtaaa 38      
         ||| |||  | | || |  |||  |||  || ||  || 
      72 gagggcc-cccgctc-a-gctt--gcgggctgga-gttc 40

Упр.2 Предсказание вторичной структуры тРНК по алгоритму Зукера

Для нахождения инвертированных участков тРНК была использована программа RNAfold, реализующая алгоритм Зукера, но для моей структуры она не дала адекватного результата, поэтому я воспользовалась сервисом RNAfold WebServer.

Визуализация доступна по ссылке. 
   
CUCUCGGUAGCCAAGUUGGGAAGGCGCAAGACUGUAAAUCUUGAGGUCGGGCGUUCGACUCGCCCCCGGGAGACCA
(((((((...(((...)))...(((.(((((.......)))))..)))(((((.......))))))))))))....
Участок структуры Позиции в структуре (по результатам find_pair) Результаты предсказания с помощью einverted Результаты предсказания по алгоритму Зукера
Акцепторный стебель

5'-501-507-3'

5'-566-572-3'

Всего 7 пар

 6 пар из 7 7 пар из 7
D-стебель

5'-510-513-3'

5'-522-525-3'

Всего 4 пары

 2 пары из 4 0 пар из 4
T-стебель

5'-549-553-3'

5'-561-565-3'

Всего 5 пар

 2 пары из 5 5 пар из 5
Антикодоновый стебель

5'-526-528-3'

5'-542-544-3'

Всего 3 пары

 1 пара из 3 2 пары из 3
Общее число канонических пар нуклеотидов 16 23 23
Таблица 1. Реальная и предсказанная вторичная структура тРНК из файла 2dlc.pdb

Задание 2 Поиск ДНК-белковых контактов в заданной структуре
Упр.1

В данном упражнении было необходимо определить следующие множества атомов в Jmol: кислорода 2'-дезоксирибозы (set1), кислорода в остатке фосфорной кислоты (set2), азота в азотистых основаниях (set3).

Скрипт-файл с определениями этих множеств.

Скрипт-файл, последовательно отражающий нужные структуры.

Упр.2

В этом упражнении необходимо описать ДНК-белковые контакты в заданной структуре. Будем считать полярными атомы кислорода и азота, а неполярными – атомы углерода, фосфора и серы. Результаты в Таблице 2.

Скрипт-файл для подсчёта контактов.

P.S. Рассматривалась С цепь белка.

Контакты атомов белка с Полярные Неполярные Всего
остатками 2'-дезоксирибозы 4 13 17
остатками фосфорной кислоты

7

 8 15
остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки 2 8 10
остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки 1 1 2
Таблица 2. Контакты разного типа в комплексе 1hdd.pdb

Упр.3

Необходимо было получить популярную схему ДНК-белковых контактов с помощью программы nucplot. Результат представлен ниже. 
   
remediator --pdb --old 1hdd.pdb > 1hdd_old.pd
nucplot 1hdd_old.pdb

nucplot
nucplot
nucplot
Исходя из полученной схемы можно заключить, что аминокислотным остатком с наибольшим числом контактов с ДНК является Arg3(C) – 2 контакта. А наиболее важным аминокислотным остатком для распознавания последовательности ДНК, по моему мнению, может являться, например, Arg5(C), так как он связан не с остовом, а непосредственно с азотистыми основанием. Визуализация выбранных контактов представлена на Рис. 1 и Рис.2.
Arg5
Рисунок 1.Контакт ДНК (T11) с остатком Arg5.
Arg3
Рисунок 2. Контакт ДНК (A33, C34) с остатком Arg3.