Предсказание вторичной структуры тРНК. ДНК-белковые контакты
Задание 1. Предсказание вторичной структуры заданной тРНК.
С помощью программы einverted была произведена попытка предсказания комплементарных пар в молекуле тРНК. Был установлен порог выравнивания равным 10. При этом был обнаружен только 1 комплементарный участок. При смягчении штрафов за гэпы и несоответствия появлялось много лишних пар. Алгоритм Зукера сработал эффективно с первого раза, но ошибся на одну пару, из-за которой произошел сдвиг. Сравнения полученных результатов приведены в таблице. Данные по find_pair были взяты из предыдущего практикума.
| Участок структуры | Позиции в структуре (по результатам find_pair) | Результаты предсказания с помощью einverted |
Результаты предсказания по алгоритму Зукера |
| Акцепторный стебель |
5'-01-07-3' 5'-66-72-3' Всего 6 пар (канонических), 1 wobble |
3 cccca 7 ||||| 69 ggggu 65 Предсказано 5 пар из 6 реальных |
Полностью предсказаны 6 канонических пар и 1 wobble |
| D-стебель | 5'-10-13-3' 5'-22-25-3' Всего 4 пары |
Не предсказано | 5'-9-13-3' 5'-22-26-3' Предсказано 4 канонических пары, 1 wobble, пара 9С-G26 - "лишняя" |
| T-стебель | 5'-49-53-3' 5'-61-65-3' Всего 5 пар |
Не предсказано | 5'-48-52-3' 5'-60-64-3' Предсказано 5 пар со сдвигом на 1 пару из-за пары 9С-G26 |
| Антикодоновый стебель | 5'-26-32-3' 5'-38-44-3' Всего 5 пар (канонических), 2 wobble |
Не предсказано | 5'-27-31-3' 5'-39-43-3' Предсказано 5 канонических пар со сдвигом на 1 пару из-за пары 9С-G26 |
| Общее число канонических пар нуклеотидов в тРНК | 23 | 5 | 20 |
Предсказанная вторичная структура тРНК с помощью алгоритма Зукера
Красным обозначена "лишняя" пара, из-за которой произошёл сдвиг. Синим цветом обозначены неканонические или wobble пары.
Задание 2. Поиск ДНК-белковых контактов в заданной структуре.
Упражнение 1. Множества атомов в JMol.
Для выполнения данного задания использовался ДНК-белковый комплекс с PDB ID 1DDN (цепи D, E, F). Файл со скриптом JMol, в котором задаются и отображаются множества атомов в различных частях ДНК, а также производится поиск контактов для упражнения 2, можно получить по ссылке: view.spt.
Упражнение 2. Поиск ДНК-белковых контактов.
| Контакты атомов белка с | Полярные | Неполярные | Всего |
| остатками 2'-дезоксирибозы | 0 | 8 | 8 |
| остатками фосфорной кислоты | 3 | 7 | 10 |
| остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки | 0 | 7 | 7 |
| остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки | 0 | 1 | 1 |
Комментарий. Больше всего контактов различного типа возникает между аминокислотными остатками белка и остатками фосфорной кислоты. Также много неполярных котнтактов с остатками дезоксирибозы. Таким образом взаимодействие идёт в основном с остовом ДНК, что объясняется тем, что азотистые основания направлены к центру спирали и взаимодействие с ними пространственно затруднено.
Упражнение 3. Схема ДНК-белковых контактов.
С помощью программы nucplot была получена схема ДНК-белковых контактов на 4 страницах. Её можно загрузить по ссылке: nucplot.pdf. На первой странице находится аминоксилота Arg29(D) с наибольшим числом котнтактов с ДНК.
Упражнение 4. Сопоставление полученной схемы с пространственной структурой в JMol.
1. Взаимодействие Arg29(D) с ДНК за счёт 3 полярных контактов.
2. Взаимодействие Gln43(D) с цитозином 424 и тимином 423. Вероятно, эта аминокислота важна для расознавания ДНК, поскольку взаимодействует сразу с двумя азотистыми основаниями.