DNA and protein

Задание 1. Предсказание вторичной структуры заданной тРНК

Предсказания с помощью einverted удалось сделать более приближенными к реальности, задав Minimum score threshold - 9. Алгоритм Зукера создал красивую, "трилистную" структуру при введении команды:
cat my.fasta | RNAfold --MEA --noGU
Это удалость сделать путем подбора разных опций где-то с 7-ой попытки. Картинку (рис.1) можно увидеть под таблицей 1. Наиболее эффективными для предсказания вторичной структуры тРНК являются программы RNAFold и find-pair.

Таблица 1. Сравнение предсказаний вторичной структуры тРНК

Участок структуры	Позиции в структуре (по результатам find_pair)	Предсказания с помощью einverted	Результаты предсказания по алгоритму Зукера
Акцепторный стебель	5' - 1 - 7 - 3' 5' - 66 - 72 - 3' Всего 7 пар	5' - 1 - 7 - 3' 5' - 57 - 63 - 3' 1 gggcttg 7 \|\| \|\|\|\| 63 cctgaac 57 7/7 пар	5' - 1 - 7 - 3' 5' - 67 - 73 - 3' 6/7 пар
D-стебель	5' - 10 - 13 - 3' 5' - 22 - 25 - 3' Всего 4 пары	0/4 пар	5'- 10 - 13 - 3' 5' - 23 - 26 - 3' 4/4 пар
T-стебель	5'- 49 - 53 - 3' 5'- 61 - 65 - 3' Всего 5 пар	0/5 пар	5'- 51 - 54 - 3' 5'- 62 - 65 - 3' 4/5 пар
Антикодоновый стебель	5'- 38 - 44 - 3' 5'- 26 - 32 - 3' 7 пар	5'- 23 - 32 - 3' 5'- 40 - 49 - 3' 23 gagcgcaccc 32 \|\| \| \|\|\|\|\| 49 ctggagtggg 40 10 пар	5'- 28 - 32 - 3' 5'- 40 - 44 - 3' 5 пар
Общее число канонических пар нуклеотидов	20	14	19

Участок структуры

Позиции в структуре (по результатам find_pair)

Предсказания с помощью einverted

Результаты предсказания по алгоритму Зукера

Акцепторный стебель

5' - 1 - 7 - 3'

5' - 66 - 72 - 3'

Всего 7 пар

5' - 1 - 7 - 3'

5' - 57 - 63 - 3'

 1 gggcttg 7 
   || ||||   
63 cctgaac 57

7/7 пар

5' - 1 - 7 - 3'

5' - 67 - 73 - 3'

6/7 пар

D-стебель

5' - 10 - 13 - 3'

5' - 22 - 25 - 3'

Всего 4 пары

0/4 пар

5'- 10 - 13 - 3'

5' - 23 - 26 - 3'

4/4 пар

T-стебель

5'- 49 - 53 - 3'

5'- 61 - 65 - 3'

Всего 5 пар

0/5 пар

5'- 51 - 54 - 3'

5'- 62 - 65 - 3'

4/5 пар

Антикодоновый стебель

5'- 38 - 44 - 3'

5'- 26 - 32 - 3'

7 пар

5'- 23 - 32 - 3'

5'- 40 - 49 - 3'

23 gagcgcaccc 32
   || | |||||   
49 ctggagtggg 40

10 пар

5'- 28 - 32 - 3'

5'- 40 - 44 - 3'

5 пар

Общее число канонических пар нуклеотидов

рис.1 Полученная структура

рис.2 Строение тРНК

Задание 2. Поиск ДНК-белковых контактов в заданной структуре

Упражнение 1.

Скрипт 1 с выделением разных множеств. Скрипт 2 с последовательным выделением множеств.

Упражнение 2.

В этом упражнении исследовались контакты ДНК с белком с помощью программы JMol.

Таблица 2. Контакты разного типа в комплексе 1R4O.pdb

Контакты атомов белка с:	Полярные	Неполярные	Всего
Остатками 2' - дезоксирибозы	1	8	9
Остатками фосфорной кислоты	6	1	7
Остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки	1	2	3
Остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки	1	8	9

Контакты атомов белка с:

Полярные

Неполярные

Всего

Остатками 2' - дезоксирибозы

Остатками фосфорной кислоты

Остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки

Остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки

Упражнение 3.

Схемы были получены с помощью команды nucplot, а затем преобразованы в картинки. На них наглядно показаны взаимодействия ДНК с белком, а так же внизу есть легенда ко всем обозначениям.

Упражнение 4.

Аминокислотный остаток, образующий наибольшее число водородных связей - Arg466(A), аминокислотный остаток, взаимодействующий иным путем - Lys461(A).
Рассмотрим контакты ДНК с лизином.

LYS A 461 NZ G C 4 C8 3.11

LYS A 461 CE G C 4 N7 3.14

LYS A 461 NZ G C 4 N7 2.84

Лизин прочно связан с ДНК, с помощью трех неводородных взаимодействий. Расстояние между атомами очень маленькое, что способствует прочности.

Аргинин - Arg466(A) - взаимодействует с ДНК с помощью двух водородных связей. Их не распознает JMol, но они есть в файле 1r4o_old.bond, откуда взяты значения связей ниже, и для лизина.

ARG A 466 NH2 G D 14 N7 2.80

ARG A 466 NH1 G D 14 O6 2.29