Комплексы ДНК-белок

Предсказание вторичной структуры тРНК по нуклеотидной последовательности проводилось двумя способами - командами einverted и RNAfold. Результаты сравнили с описанием, полученным в практикуме 2 с помощью find_pair. Анализируемая последовательность тРНК имеет PDB ID 1qu2. Она была скачена со страницы сайта RCSB PDB в формате fasta (1qu2.fasta).

Упр.1. Предсказание вторичной структуры тРНК путем поиска инвертированных повторов.

Была запущена программа einverted из пакета EMBOSS:
einverted 1qu2.fasta -gap 0 -thr 0 -match 20 -mis -4
На выходе были получены 2 файла: sequence.inv и sequence.inv. Из файла sequence.inv была получена информация о найденных комплиментарных парах (рис 1). Указанные в команде параметры были подобранны, с ними удалось определить максимальное количество верных комплиментарных пар. Из количества предскзанных пар, приведённых в таблице 1 можно сделать вывод, что даже с оптимально выбранными параметрами поиска метод инвертированных повторов плохо справляется с задачей предсказания вторичной структуры.

Упр.2. Предсказание вторичной структуры тРНК по алгоритму Зукера.

Была использована web-версия программы RNAfold. RNAfold полностью предсказала структуру тРНК. Результат:
(((((((..((((.........)))).(((((.......)))))......((((.......)))).)))))))..

В таблице 1 приведено сравнение результатов работы трёх программ.

Исследуемая структура имеет PDB ID 1efa.

Упр.1. Задание и выделение множеств разных атомов в структуре ДНК.

Был написан скрипт задающий в JMol set1 - множество атомов кислорода 2'-дезоксирибозы, set2 - множество остатков фосфорной кислоты и set3 - множество атомов азота остатков азотистых оснований, а также выдающий последовательно изображения: всей структуры, ДНК в проволочной модели, ДНК с выделенными set1, set2, set3.

Упр.1. Задание и выделение множеств разных атомов в структуре ДНК.

Поиск контактов производился с помощью скрипта: командой define задавалось нужное множество атомов, а select выделялись атомы, образующие разыскиваемые контакты.
Из таблицы 2 нетрудно заметить, что количество неполярных ДНК-белковых контактов существенно превосходит количество полярных в остатках 2'-дезоксирибозы и в атотистых основаниях.

Упр.3. Получение популярной схемы ДНК-белковых контактов с помощью программы nucplot.

Схема белковых контактов была получена так же с помощью команды nucplot, в результате которой был получен файл nucplot.ps

Упр.3. Визуализация наиболее важных ДНК-белковых контактов с помощью Jmol.

Самым большим числом контактов с ДНК обладают аминокислоты Ala57 цепи A и Ala57 цепи B. Ala57(A) вступает в неполярные взаимодействия взаиодействия с атомами азотистых оснований С(11) D-цепи ДНК, G(12), C(13) и c атомами дезоксирибозы при T(14) E-цепи, а также в неполярные взаимодействия с азотистыми основаниями С(11) и G(12). Ala57(B) образует только неполярные взаимодействия с азотистыми основаниями С(11) E-цепи, С(13) и c атомами дезоксирибозы при T(14) D-цепи.

Предположительно, эти аминокислотные остатки являются наиболее важными для распознавания последовательности ДНК, так как, кроме их самых многочисленных контактов с ДНК, эти контакты принадлежат не только остову, но и нескольким азотистым основаниям. Визуализация данных контактов с помощью Jmol приведена на рисунках 2-5.