Исследование ДНК-белковых взаимодействий.

Главная

Краткое описание структуры в файле 1LRR.pdb

В файле приведены координаты атомов следующих молекул из Escherichia coli : гемиметилированная ДНК (2 спирали) и белок SEQA (2 цепи). Для исследования были выбраны цепь A белка и цепи B и C, представляющие ДНК со следующей последовательностью: 

цепь B  [1] 5' - DC  DA  DC  DC  DG  DA  DT  DC  DG  DA  DC  DT - 3' [12] 
                  |   |   |   |   |   |   |   |   |   |   |   |
цепь C [12] 3' - DG  DT  DG  DG  DC  DT 6MA  DG  DC  DT  DG  DA - 5' [1]

Функции белка, структура которого представлена в файле 1LRR.pdb

Белок seqA - ингибитор репликации ДНК (на стадии инициации). Необходим при секвестрации - процессе, блокирующем вторичную инициацию. Также участвует в регуляции транскрипции. Состоит преимущественно из α-спиралей.

Исследование структуры ДНК.

С помощью программ find_pair и analyze было определено, что это B-ДНК (выходной файл).

Cредние значения торсионных углов для внутренних нуклеотидов (для всех, кроме краевых).

Расчет проведен в Excel.

Нуклеотид со значениями торсионных углов, наиболее отклоняющимися от средних: цитозин 9 из цепи C.

Cвязывание с белком приводит к деформации ДНК, что видно по изменению значений торсионных углов: в средней части спирали, где она соединяется с белком, значения углов наиболее отклонялись от средних.

Исследование природы ДНК-белковых контактов

Скрипт, в котором определены необходимые множества атомов:

zap                                                                                                                               
define o_drib (*.O?* and DNA)                                                                                                     
define c_drib (*.C?* and DNA)                                                                                                     
define o_phos (*.O?P and DNA)                                                                                                     
define p_phos (*.P and DNA)                                                                                                       
define polar_big (DA*.N3 or DA*.N1 or DC*.N4 or DT*.O4 or DG*.N1 or DG*.N2 or DG*.N3 and DNA)                                     
define not_big (DA*.C4 or DA*.C2 or DC*.C4 or DT*.C4 or DT*.C5 or DT*.C6 or DT*.C5M or DG*.C2 or DG*.C4 or DG*.C6 and DNA)        
define polar_small (DA*.N6 or DA*.N7 or DC*.O2 or DT*.O2 or DG*.N7 or DG*.N9 and DNA)                                             
define not_small (DA*.C5 or DA*.C6 or DA*.C8 or DC*.C2 or DT*.C2 or DG*.C8 and DNA)

Контакты разного типа в комплексе 1LRR.pdb:

Контакты атомов белка с Полярные Неполярные Всего
остатками 2'-дезоксирибозы 3 16 19
остатками фосфорной кислоты 12 15 27
остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки 3 0 3
остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки 0 2 2

Связывание ДНК с белком осуществляется в основном засчет остатков фосфорной кислоты. Участие остатков азотистых оснований в формировании контактов с белком незначительно. Все структуры ДНК связываются с белком преимущественно засчет неполярных взаимодействий.

Получение популярной схемы ДНК-белковых контактов с помощью программы nucplot (nucplot 1LRR_old.pdb)

На полученной схеме показано меньше ДНК-белковых контактов, чем было найдено в RasMol, так как, возможно, выбранные значения расстояний между атомами не всегда соответствуют наличию контакта между ними.

Возможный распознающий контакт

Аминокислотные остатки с наибольшим числом указанных на схеме контактов с ДНК: ARG116 и ARG118 из цепи А.


ARG118:A и ДНК.

Аминокислотный остаток предположительно наиболее важный для распознавания последовательности ДНК: ASN150 из цепи А, так как он единственный связываеися непосредственно с азотистым основанием (T7:B), а не с сахаро-фосфатным остовом. К тому же T7:B комплементарно связан с атипичным основанием 6-метиладенином 6 из цепи С, который является отличительной особенностью этой ДНК.


Возможный распознающий контакт.

Характеристика ДНК-связывающего домена SEQA_ECOLI

Доменная структура белка из исследуемого комплекса:

ДНК-связывающий домен SeqA связывает гемиметилированные последовательности GATC и важен при отрицательной модуляции хромосомной инициации в oriC, а также при формировании SeqA foci, необходимого для сегрегации хромосом у Escherichia coli. Тетрамеры SeqA способны обратимо аггрегировать или мультимеризоватся в зависимости от концентрации. Выполняя функцию контроля репликации ДНК, SeqA кроме того может служить специфическим фактором транскрипции. С-концевой домен связывает ДНК, присоединяясь к полностью метилированноы или гемиметилированным GATC последовательностям в oriC. Структура С-концевого домена содержит 7 α-спиралей и β-лист из трех цепей.

©Гущина Ирина