Задание 1. Предсказание вторичной структуры заданной тРНК

Упражнение 1

Последовательность тРНК 1FFY была получена с сайта PDB в формате fasta.

Для поиска инвертированные участки в нуклеотидных последовательностях я использовала программу einverted из пакета EMBOSS, а именно команду:

! einverted -sequence rna.seq -gap 12 -threshold 10 -match 3 -mismatch -3 -outfile outfile -outseq seqout

Выдача программы приведена ниже:

1
Рис. 1. Выдача программы einverted.

Упражнение 2

Далее, с помощью алгоритма Зукера, была предсказана вторичная структура. Мне кажется, программа не очень хорошо справилась с задачей.

1
Рис. 2. Результат работы алгоритма Зукера - предсказанная структура тРНК (PDB ID: 1FFY).

Итоговая таблица приведена ниже:

Участок структуры Позиции в структуре (по результатам find_pair) Результаты предсказания с помощью einverted Результаты предсказания по алгоритму Зукера
Акцепторный стебель 5' 1-7 3'
5' 66-72 3'		 5' 1-7 3'
5' 57-63 3'		 5' 1-7 3'
5' 67-73 3'
D-стебель 5' 10-13 3'
5' 22-25 3'		 – –
T-стебель 5' 49-53 3'
5' 61-65 3'		 – –
Антикодоновый стебель 5' 26-32 3'
5' 38-44 3'		 5' 23-32 3'
5' 40-49 3'		 –
Общее число канонических пар нуклеотидов 20 14 27

Задание 2. Поиск ДНК-белковых контактов в заданной структуре

Упражнение 1

1
Рис. 3. Множество атомов кислорода 2'-дезоксирибозы (PDB ID: 1R4O). Атомы кислорода выделены жёлтым цветом.
1
Рис. 4. Множество атомов кислорода в остатке фосфорной кислоты (PDB ID: 1R4O). Атомы кислорода выделены голубым цветом.
1
Рис. 5. Множество атомов азота в азотистых основаниях (PDB ID: 1R4O). Атомы азота выделены зеленым цветом.
1
Рис. 6. Множество атомов азота в азотистых основаниях (PDB ID: 1R4O). Атомы азота выделены зеленым цветом.
1
Рис. 7. Множество атомов кислорода 2'-дезоксирибозы (выделено жёлтым), множество атомов азота в азотистых основаниях (выделено зелёным), множество атомов кислорода в остатке фосфорной кислоты (выделено голубым) (PDB ID: 1R4O).
1
Рис. 8. Множество атомов кислорода 2'-дезоксирибозы (выделено жёлтым), множество атомов азота в азотистых основаниях (выделено зелёным), множество атомов кислорода в остатке фосфорной кислоты (выделено голубым) (PDB ID: 1R4O).

Упражнение 2

Полярные атомы: кислород и азот
Неполярные: углерод, фосфор и сера.

Полярный контакт: расстояние между полярным атомом белка и полярным
Неполярный контакт: пара неполярных атомов на расстоянии меньше 4.5Å.

Контакты атомов белка с Полярные Неполярные Всего
остатками 2'-дезоксирибозы 1 20 21
остатками фосфорной кислоты 13 60 73
остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки 4 9 13
остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки 0 1 1

Упражнение 3

1
Рис. 9. Схема ДНК-белковых контактов, созданная с помощью nucplot (PDB ID: 1R4O).
1
Рис. 10. Схема ДНК-белковых контактов, созданная с помощью nucplot (PDB ID: 1R4O).

Упражнение 4

Аминокислотный остаток с наибольшим числом указанных на схеме контактов с ДНК: Lys461
Аминокислотный остаток, наиболее важный для распознавания последовательности ДНК: Arg466 (имеет наибольшее число водородных связей, к тому же, он связывается напрямую с азотистыми основаниями).

1
Рис. 11. Взаимодействие Lys461 с ДНК (PDB ID: 1R4O). Длины связей (слева направо): 3,1; 2,8; 3,1А соответственно.
1
Рис. 12. Взаимодействие Arg466 с ДНК (PDB ID: 1R4O). Длины связей (слева направо): 2,3; 2,8A соответственно.