Исследование ДНК-белковых взаимодействий в структуре комплекса DNA с эндонуклеазой BGLII

Краткое описание структуры в файле 1DFM.pdb

В файле приведены координаты атомов следующих молекул из BACILLUS SUBTILIS: ДНК и эндонуклеазы BGLII
Для исследования были выбраны цепь A белка и цепи B D, представляющие ДНК со следующей последовательностью:


цепь С [1]  5' - DT  DT  DA  DT  DG  DA  DT  DC  DT  DA  DT  DA  DA  - 3' [14] 
                  |   |   |   |   |   |   |  |    |   |   |   |   |   
цепь В [14] 3' - DA  DA  DT  DA  DC  DT  DA  DG  DA  DT  DA  DT  DT  - 5' [1]
    

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

По данным UniProt Type-2 restriction enzyme BglII (полное название белка) идентифицирует двухцепочечную AGATCT последовательность.Каталитическая активность: эндонуклеазное расщепление ДНК для продуцирования двухцепочечных фрагментов с концевыми 5`-фосфатами.Содержит ион магния. Основная функция ферментов рестрикции, к которым относится данный белок, является защита генома хозяина по отношению к чужеродным ДНК, но они также могут принимать некоторое участие в рекомбинации и транспозиции.(Pfam)

Исследование структуры ДНК

С помощью программ find_pair и analyze был определен тип формы ДНК - .
Средние значения торсионных углов для внутренних нуклеотидов (для всех, кроме краевых):
Расчет проведен в Excel
Самый "кривой" нуклеотид со значениями торсионных углов, наиболее отклоняющимися от средних, - первый аденин из цепи D.
В кратком резюме укажите, насколько по вашему мнению связывание с белком приводит к деформации ДНК.

Исследование природы ДНК-белковых контактов

1) скрипт my_dna.def, в котором определены множества атомов, необходимые для выполнения упр.2;
2) Таблица. Контакты разного типа в комплексе 1DFM.pdb


Контакты атомов белка с	Полярные	Неполярные	Всего
остатками 2'-дезоксирибозы	4	19	23
остатками фосфорной кислоты	21	32	53
остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки	2	8	10
остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки	1	0	1

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 nucplot


Аминокислотный остаток с наибольшим числом указанных на схеме контактов с ДНК- Tyr 190 chain A,по моему мнению, так же может рассматриваться как распознающий контакт. Гидроксильная группа этого остатка участвует в связывании с рибозой остова ДНК.

Характеристика ДНК-связывающего домена Endonuc-BglII(UniProt ID Q45488)

Доменная структура белка из исследуемого комплекса:(Pfam)
Название домена: Endonuc-BglII
Семейство белков: Endonuc-BglII (PF09195).Клан: PDDEXK (CL0236),общее число членов семейства= 48 .
Краткая аннотация в InterPro : Тип II эндонуклеазных рестриктаз являются компонентами прокариотических ДНК.Участвуя в механизме рестрикции они защищают организм от вторжения чужеродной ДНК. Конкретный участок BglII дезоксирибонуклеазы катализируeт расщепление ДНК, продуцируя отдельные двухцепочечные фрагменты с 5'-фосфатных концов.