Комплексы ДНК-белок

Задание 1. Предсказание вторичной структуры заданной тРНК

С помощью программы find_pair был получен файл с результатами отображения вторичной структуры тРНК (pdb: 2cv0). Данные о стеблях во вторичной структуре были занесены в таблицу 1.Программой einverted получены результаты поиска инвертированных повторов в тРНК (2cv0.ed). Также программой RNAfold получены результаты предсказания вторичной структуры по алгоритму Зукера (Minimum score threshold = 15 (при меньших значениях параметра результат аналогичен) (рисунки 1 и 2). Все сходства занесены в таблицу 1.

Flowers in Chania

Рисунок 1

Flowers in Chania

Рисунок 2

Таблица 1. Реальная и предсказанная вторичная структура тРНК из файла 1u0b.pdb
Участок структуры Позиции в структуре (по результатам find_pair) Результаты предсказанияс помощью einverted Результаты предсказания по алгоритму Зукера
Акцепторный стебель 5'-501-507-3'
5'-566-572-3'
Всего 7 пар (1 неканоническая)
5 из 7 7 из 7
D-стебель 5'-510-513-3'
5'-522-525-3'
Всего 4 пары (1 неканоническая)
--- 5 из 4 (1 лишняя)
T-стебель 5'-549-553-3'
5'-561-565-3'
Всего 5 пар
--- 5 из 5
Антикодоновый стебель 5'-539-543-3'
5'-527-531-3'
Всего 5 пар
--- 5 из 5
Общее число канонических пар нуклеотидов 19 пар 4 из 19 19 из 19

Задание 2. Поиск ДНК-белковых контактов в структуре 1DFM

Было создано три скрипт-файла для программы Jmol:
1) 1 - Скрипт определяет 3 множества атомов: кислород 2'-дезоксирибозы, кислород в остатке фосфорной кислоты и азот в азотистых основаниях.
2) 2 - Скрипт последовательно изображает: всю структуру, ДНК в проволочной модели, +атомы вышеупомянутых множеств.
3) 3 - Скрипт демонстрирует атомы ДНК, вступающие в контакт с A-цепью белка. Результаты показаны в таблице 2.

Таблица 2. Контакты разного типа в комплексе 1DFH

Контакты атомов белка с:

Полярные

Неполярные

Всего

остатками 2'-дезоксирибозы

4

26

30

остатками фосфорной кислоты

11

8

19

остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки

7

11

2

остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки

0

2

1

По результатам можно сделать вывод, что атомы азотистых оснований, обращенные в сторону малой бороздки ДНК, меньше вступают в контакт с атомами B-цепи белка. В целом преобладают неполярные контакты с остатками 2'-дезоксирибозы. Программой nucplot была получена схема ДНК-белковых контактов (рисунки 3, 4)

Flowers in Chania

Рисунок 3

Flowers in Chania

Рисунок 4

Аминокислотный остаток Asn 140(A) обладает наибольшим числом контактов с ДНК среди остальных остатков.Он имеет два непосредственных контакта с Т=тимином 12 и аденином 13 и один контакт с аденином 21 через молекулу воды.
В качестве аминокислотного остатка, наиболее важного для распознавания последовательности ДНК, можно предложить Asn 140 (B), так как он имеет два непосредственных контакта с тимином-28 и цитозином-27. На рисунках 5 и 6 приведены изображения контактов в Jmol.

Flowers in Chania

Рисунок 5

Flowers in Chania

Рисунок 6