Страница курса биоинформатики
Факультет биоинженерии и биоинформатики

Занятие 9. Исследование белок-нуклеиновых контактов

Получаем файлы со структурами

Нужный файл-pdb - 1W0U. Полученная структура выглядит так:

Исследование контактов между молекулами белка и нуклеиновой кислоты

Скрипт dna.def обозначает следующие множества:

- все атомы оснований ДНК: base

- атомы оснований ДНК, обращённые в большую бороздку ("major groove"): mjg

- атомы оснований ДНК, обращённые в малую бороздку ("minor groove"): mig

– полярные атомы 2'-дезоксирибозы: *.O?*

– полярные атомы остатков фосфорной кислоты: *.O?P

- полярные атомы азотистых оснований, обращенные в большую (малую) бороздку: (oxygen,nitrogen) and mjg ( (oxygen,nitrogen) and mig )

– неполярные атомы 2'-дезоксирибозы: *.C?*

– неполярные атомы ... бороздки: carbon and ...

C помощью команды select within ( <порог расстояния> , <множество> ) определено количество атомов белка, образующих различные контакты. Результаты приведены в таблице:

Опираясь на таблицу, можно заметить:
Контактов в общей сложности довольно много. За исключением контактов с малой бороздкой, но это говорит о том, что она менее доступна для взаимодействий. Большинство контактов - неполярные, они способствуют уменьшению энтропии системы, что в свою очередь способствует связыванию. Вероятно, возможность образовывать такие довольно прочные взаимодействия и обусловливают функции белка. Вполне возможно, что данный белок участвует в некотором процессе, где необходимо удерживать ДНК (Посмотрев описание белка, приведенное ниже, мы в этом убедимся. Так же замечу, что в интерфазе белок локализуется совместно с теломерными ДНК, в течение метафазы находится на концах хромосом.).

Поиск специфических контактов, обеспечивающих узнавание сайта в молекуле ДНК.

рассмотрен пример контакта Lys 488 с 6 гуанином цепи с . Расстояние между взаимодействующими атомами меньше 3 анкстрем.

Описание функций исследованного белка Белки, принадлежащие семейству факторов связывания теломерного повтора (ФТП), важны для регуляции стабильности теломеры. В частности TERF2_HUMAN защищает концы хромосом от слияния и играет роль в успешном прохождении цикла деления клетки. Находится в ядре клетки. Наиболее выражен в селезенке, тимусе, тонкой кишке, толстой кишке, лейкоцитах крови. Два родственных белка ФТП-семейства, hTRF1 и hTRF2 образуют гомодимер и связываются непосредственно с теломерным повтором TTAGGG через расположенный на С-конце домен PF00249, связывающий ДНК [гена] Myb. hTRP1 вовлечен в регуляцию длины теломеры, а hTRF2 защищает теломерный повтор. Другие белки, ассоциированные с теломерным комплексом привлекаются [к теломере] через взаимодействие с TRF1 или с TRF2. Белок делящихся дрожжей Taz1p (ассоциированный с теломерами в Schizosaccharomyces pombe) имеет сходство с TRF1 и TRF2 и может выполнять обе функции этих белков в теломерах делящихся дрожжей. Этот домен состоит из нескольких альфа спиралей, организованных в соленоид (катушку) подобно TPR повторам. Доменная организация: видим 2 домена: TRF и Myb_DNA-binding Здесь можно посмотреть полное выравнивание Pfam Рассмотрим участок выравнивания, а именно, окрестности лизина 488 белка TERF2_HUMAN: Q5R6X2_PONPY/377-425 K..DR..W.R TMK Q539Y9_MUNMU/359-407 K..DR..W.R TMK Q539Y7_MUNRE/359-407 K..DR..W.R TMK Q539Y8_MUNRE/379-427 K..DR..W.R TMK Q539Z0_MUNMU/379-427 K..DR..W.R TMK Q3MHY0_BOVIN/377-425 K..DR..W.R TMK Q71E47_XENLA/361-409 K..DR..W.R TMK Q2LK75_XENLA/360-408 K..DR..W.R TMK Q539Y5_MUNRE/448-496 K..DR..W.R TMK TERF2_HUMAN/447-495 K..DR..W.R TMK Q539Y6_MUNMU/447-495 K..DR..W.R TMK TERF2_MOUSE/442-490 K..DR..W.R TMK TERF2_CHICK/665-713 K..DR..Y.R TMK Q1WM12_XENLA/412-460 K..DR..W.R TMK Q4SMV6_TETNG/1-45 K..DR..W.R VL- Q4FZZ9_BRARE/522-570 K..DR..W.R TMV Q4QRH9_BRARE/521-569 K..DR..W.R TMV Q8JGS4_BRARE/522-570 K..DR..W.R TMV MU152_SCHPO/55-105 K..DR..F.R TIL Q6C9I6_YARLI/152-202 K..DR..F.R TCF Q4I245_GIBZE/232-282 K..DR..F.R TCC Q7SE02_NEUCR/276-326 K..DR..F.R TCC Мы видим, что 488 остаток лизина абсолютно консервативен. Можно предположить, что этот контакт является очень важным для белка. Построение схемы контактов белка с ДНК Картинка получена с помощью программы nucplot . На картинке у 6 гуанина можно увидеть 488 лизин. Что подтверждает сделанное ранее предсказание о значимости данного контакта. Надо заметить, что большинство контактов происходит через молекулы воды (488 лизин контактирует напрямую). Программа nucplot нашла довольно много взаимодействий. Но, если сравнивать в приведенной выше таблицей, не все. Одна из причин заключается в том, что, показанные пунктиром Nonbonded контакты, которых не так мало, определяются программой на расстоянии менее 3,35А, тогда как определяя неполярные взаимодействия при помощи скрипта, брали в расчет расстояние до 4,5-5А. Переход на главную страницу