Исследование структуры тРНК.

Главная

Краткое описание структуры в файле 1QTQ.pdb

В файле приведены координаты атомов следующих молекул из Escherichia coli: тРНК GLN II, белок глутаминил-тРНК синтетаза.

Для исследования была выбрана цепь B, представляющая тРНК GLN II со следующей последовательностью:

[901] 5'-UGGGGUAUCGCCAAGCGGUAAGGCACCGGAUUCUGAUUCCGGCAUUCCGAGGUUCGAAUCCUCGUACCCCAGCCA-3' [976]

В последовательности на 3'-конце имеется триплет CCA, к которому присоединяется аминокислота. Координаты его атомов приведены в pdb-файле, наряду с координатами всех других атомов.

Исследование вторичной структуры.

С помощью программы find_pair пакета 3DNA были определены возможные водородные связи между азотистыми основаниями (выходной файл ).

В соответствии с полученными данными акцепторный стебель состоит из участка 902-907 и комплементарного ему участка 966-971,

Т-стебель: 949-953 и 961-965,

D-стебель: 910-912 и 923-925,

антикодоновый стебель: 926-933 и 937-944.

Изображение остова исследуемой тРНК, где акцепторный стебель выделен красным, Т-стебель - зеленым, D-стебель - синим, антикодоновый - оранжевым.

Рис.1. Вторичная структура тРНК GLN II из Escherichia coli

Скрипт для получения изображения:

zap

load 1QTQ_RNA.PDB

select all

color grey

backbone 100

wireframe off

select 902-907:B, 966-971:B

color red

select 949-953:B, 961-965:B

color green

select 910-912:B, 923-925:B

color blue

select 926-933:B, 937-944:B

color orange

background white

Структуру стеблевых дуплексов поддерживают 19 канонические и 9 неканонические пары оснований.

Пара C944-A926:

Присутствует вариабельная петля: 945-948.

Тимидин в Т-петле и дигидроуридины в D-петле отсутствуют.

Присутствуют многочисленные дополнительные водородные связи в тРНК, стабилизирующие ее третичную структуру.

Исследование третичной структуры

Между основаниями конца акцепторно стебля и начала Т-стебля возможно стекинг- взаимодействие: площадь "перекрывания" 2-х последовательных пар азотистых оснований A907-U966 и C949-G965 составляет 8.18( 4.11), что сравнительно много (максимальное значение 12.28( 7.87), минимальное 0.00( 0.00)).

Наложение оснований:

Дополнительные водородные связи между основаниями D- и Т-петель: U954-A958, U955-G918, G919-C956, т.е. 2 неканонические и 1 каноническая пара.

Предсказание вторичной структуры тРНК

Участок структуры Позиции в структуре (по результатам find_pair) Результаты предсказания с помощью einverted Результаты предсказания по алгоритму Зукера
Акцепторный стебель 5' 902-907 3'
5' 966-971 3'
Всего 6 пар
Предсказано 7 пар
(еще 901-965)
5' 901-907 3'
5' 965-971 3'
Всего 7 пар
D-стебель 5' 910-912 3'
5' 923-925 3'
Всего 3 пары
Ни одна пара
не предсказана
5' 910-912 3'
5' 922-924 3'
Всего 3 пары
T-стебель 5' 948-952 3'
5' 961-965 3'
Всего 5 пар
Ни одна пара
не предсказана
5' 949-953 3'
5' 960-964 3'
Всего 5 пар
Антикодоновый стебель 5' 926-933 3'
5' 937-944 3'
Всего 8 пар
Ни одна пара
не предсказана
5' 926-930 3'
5' 938-942 3'
Всего 5 пар
Общее число канонических пар нуклеотидов 19 7 20

Программа einverted начала находить инвертированные повороты только при значениях параметра "Minimum score threshold" меньших 20 (последовательно подстанавливались значения равные 50, 40, 30 и т.д.). При этом даже при значении этого параметра равного 1, были получены данные только для акцепторного стебля.

Лучшее предсказание вторичной структуры тРНК по алгоритму Зукера (третье по счету):

Изображение получено с помощью online-версии программы mfold. Параметру P последовательно придавались значения 5, 10, 15 и т.д. При P=30, результатов стало так много, что изображения перестали отображаться на основной странице результатов, поэтому дальнейшего увеличения параметра P не производилось. Однако при P=15 было получено предсказание, наиболее близкое к реальной структуре. Оно незначительно отличается от реальной структуры засчет исключения возможности неканонических взаимодействий.


©Гущина Ирина