Вторичная структура тРНК. ДНК-белкоый комплекс

1. Предсказание вторичной структуры тРНК (PDB ID: 2cv0)

2CV0C: Score 15: 5/5 (100%) matches, 0 gaps
       3 cccca 7       
         |||||
      69 ggggt 65

Только уменьшив значение параметра "Minimum score threshold" программы einverted до 10, удалось найти инвертированные участки в данной мне нуклеотидной последовательности. Как выяснилось, найденный сегмент вторичной структуры тРНК соответствует акцепторному стеблю. Стоит заметить, что такой участок оказался единственным выданным программой einverted. Из этого, а так же из того факта, что вообще этот участок удалось найти только понизив параметр "Minimum score threshold" до 10, можно заключить, что структура данной тРНК целиком зависит от белка, с которым образует комплекс. Это объясняется тем, что входным файлом программы find_pair является файл формата PDB (2cv0_old.pdb), где включены данные о тРНК в комплексе с белком, а программа einverted на вход принимает файл формата FASTA (2cv0c.fasta), в котором находится информация только о тРНК. То есть find_pair учитывает влияние белок-тРНК взаимодействий на вторичную структуру тРНК, а einverted - нет.

Предположительная вторичная структура тРНК, созданная по алгоритму Зукера, приведена на изображении ниже. Она в основном соответствует данным, выданными программой find-pair (несовпадения опять же, скорее всего, связаны с тем, что тРНК связан с белком), и была получена с параметрами по умолчанию (то есть с первого запуска программы RNAfold).

2. Поиск ДНК-белковых контактов в заданной структуре

Скрипт-файл с определениями множеств set1, set2, set3

Скрипт-файл, вызов которого в JMol дает последовательное изображение всей структуры данного ДНК-белкового комплекса, только ДНК в проволочной модели, той же модели, но с выделенными шариками множеством атомов set1, затем set2 и set3

Как видно из таблицы, малая бороздка мало задействована в ДНК-белковых контактах (это можно объяснить тем, что нахождение в области, где атомы азотистых оснований сближены, энергетически невыгодно для атомов белка). Выяснилось, что поддержание комплекса обеспечивается в основном контактами атомов белка с атомами фосфорных остатков и 2'-дезоксирибозы (образовывая связи непосредственно или же чере молекулу воды как посредника); это закономерно, так как пространственно атомы сахаро-фосфатного остова более доступны для образования связи, чем атомы азотистых оснований, которые направлены вглубь молекулы. Если говорить о доле участия полярных и неполярных контактов, то, возможно, это зависит от количества атомов соответствующего типа в остатке. Так, в молекуле дезоксирибозы на 3 полярных атомов кислорода приходится 5 неполярных углерода, и, соответсвенно, неполярных контактов с атомами белка дезоксирибоза образует больше, чем полярных. Если же рассматривать остатки фосфорной кислоты, то в них на 1 неполярный фосфор приходится 2 полярных кислорода, и полярных контактов с атомами белка они образуют больше. Для остатков азотистых оснований со стороны малой бороздки такая закономерность не наблюдается: несмотря на то, что число полярных и неполярных атомов, обращенных в сторону большой бороздки, примерно одинаково, неполяных контактов с атомами белка они образуют в 2 раза больше, чем полярных.

Схемa ДНК-белковых контактов, созданная с помощью программы nucplot

Наибольшее количество контактов с ДНК имеет Tyr190(A): 1 непосредственный контакт - водородная связь, и 4 через посредника - воду(703), тоже водородные связи.

Как мне кажется, Asn140(B) - наиболее значимый аминокислотный остаток для распознования последовательности ДНК, так как он имеет наибольшее количество контактов (3) с различными азотистыми основаниями (причем находящимися на разных цепях) и к тому же одну связь с фосфатом. Если говорить конкретно, то атом OD1 аспарагина образует водородную связь с N7 аденина через связь с водой, ND2 аспарагина - с O4 тимина, O аспарагина - с N4 цитозина и N аспарагина образует водородную связь с OP2 фосфата через молекулу воды.

© Агаева Зара, 2018