Комплексы ДНК-белок и предсказание вторичной структуры тРНК

Задание I

Предсказание вторичной структуры тРНК путем поиска инвертированных повторов

Предложенная для исследования тРНК имеет PDB_ID: 1o0b. В первом задании необходимо было получить данные о реальной вторичной структуре заданной тРНК. Сравним выдачи программ, предсказывающих вторичную структуру тРНК: einverted (пакет EMBOSS), find_pair, RNAfold - предсказание вторичной структуры по алгоритму Зукера (пакет ViennaRNA).

Команда einverted:
einverted -sequence 1o0b.fasta -gap 12 -threshold 0 -match 3 -mismatch -3 -outfile einverted -outseq 1o0b.outseq

Был изменён параметр treshold с 10 на 0, потому что при параметрах, заданных по умолчанию, программа не выдавала результата.

С помощью einverted найден один инвертированный повтор:

SEQUENCE: Score 18: 6/6 (100%) matches, 0 gaps
       1 ggggta 7
         ||||||
      69 ccccat 64
  				

Предсказание вторичной структуры тРНК с помощью алгоритма Зукера

С помощью алгоритма Зукера (сайт) также можно предсказывать вторичную структуру тРНК. Результат представлен на рисунке 1.

Рис. 1. Вторичная структура тРНК, полученная при помощи алгоритма Зукера.
Рис. 1. Вторичная структура тРНК, полученная при помощи алгоритма Зукера.

Сравнение программ по предсказанию вторичной структуры тРНК приведено в таблице 1.

Участок структуры find_pair einverted RNAfold (алгоритм Зукера)
Акцепторный стебель
5'-902-907-3'
5'-966-971-3'
6 пар
6 пар из 6 6 пар
D-стебль
5'-910-912-3'
5'-923-925-3'
3 пары
3 пары
T-стебель
5'-949-953-3'
5'-961-965-3'
5 пар
5 пар
Антикодоновый стебель
5'-926-933-3'
5'-937-944-3'
7 пар
5 пар
Общее число представленных в стеблях канонических пар нуклеотидов 17 6 19
Таблица 1.

Задание II

Поиск ДНК-белковых контактов в заданной структуре

В этом задании необходимо было найти ДНК-белковые контакты в структуре с PDB_ID: 1p47. Для этого определены следующие множества атомов:

1. Множество атомов кислорода 2'-дезоксирибозы (set1)
2. Множество атомов кислорода в остатке фосфорной кислоты (set2)
3. Множество атомов азота в азотистых основаниях (set3)

Скрипт с определением множеств.

Результаты описания полярных и неполярных ДНК-белковых контактов с помощью скрипта представлены в таблице 2:

Контакты атомов белка с Полярные Неполярные Всего
остатками 2'-дезоксирибозы 1 18 19
остатками фосфорной кислоты 0 6 6
остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки 18 20 38
остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки 0 1 1
Таблица 2. Контакты разного типа в комплексе 1p47.pdb

Nuclplot

С помощью программы nucplot (на kodomo) был получен файл со схемой ДНК-белковых контактов.

На схеме построенной nucplot контакты можно наблюдать, что одним из остатков, имеющих наибольшее количество контактов c ДНК, является Arg124(A). Аминокислота взаимодействует с двумя азотистыми основаниями, поэтому это одна из важных для распознавания аминокислот (Рисунок 2).

Рис. 2. Взаимодействие ДНК с Arg124(A).
Рис. 2. Взаимодействие ДНК с Arg124(A).