Африканский буйвол академиком стал,
А Рафаилу не везёт в преферанс.
Ящер-арлекин притормозил дилижанс,
По гороскопу он каракал.
Кобыла и трупоглазые жабы, "Меня Зовут Сталин"

Моделирование тРНК. НК-белковые контакты

Задание 1. Предсказание вторичной структуры заданной тРНК

 Для начала нужно было найти стебли с помощью программы einverted. Последовательность я взял из NDB. Я довольно долго игрался с настройками, но, к сожалению, лучшее, что я смог выжать из einverted, это один стебель (акцепторный, судя по координатам), который хоть как-то перекрывается с теми, что я нашёл в прошлом практикуме (на самом деле цепи в нём смещены на один по сравнению с одним из тех стеблей, но, поскольку там очень много повторяющихся нуклеотидов(c..g), понятно, почему так получилось).

  legoushque@kodomo:~/public_html/term3/pr4$ einverted x_1n78.fasta 
  Find inverted repeats in nucleotide sequences
  Gap penalty [12]: 20
  Minimum score threshold [50]: 0
  Match score [3]: 
  Mismatch score [-4]: 
  Sanger Centre program inverted output file [emboss_001.inv]: 
  File for sequence of regions of inverted repeats. [emboss_001.fasta]: 
  legoushque@kodomo:~/public_html/term3/pr4$ cat emboss_001.inv

  EMBOSS_001: Score 15: 5/5 (100%) matches, 0 gaps
       3 cccca 7       
         |||||
      69 ggggt 65      

 Далее попытаемся чего-то добиться с помощью алгоритма Зукера. На Рисунке 1 представлена картинка, полученная из файла EMBOSS_001_ss.pdf.

  legoushque@kodomo:~/public_html/term3/pr4$ export PATH=${PATH}:/home/preps/golovin/progs/bin
  legoushque@kodomo:~/public_html/term3/pr4$ cat x_1n78.fasta | RNAfold --MEA
  >EMBOSS_001
  GGCCCCAUCGUCUAGCGGUUAGGACGCGGCCCUCUCAAGGCCGAAACGGGGGUUCGAUUCCCCCUGGGGUCACCA
  (((((((.(((((........)))))(((((.......)))))....(((((.......)))))))))))).... (-35.80)
  (((((((.(((((........)))))(((((.......)))))....(((((.......)))))))))))).... [-36.21]
  (((((((.(((((........)))))(((((.......)))))....(((((.......)))))))))))).... {-35.80 d=1.57}
  (((((((.(((((........)))))(((((.......)))))....(((((.......)))))))))))).... {-35.80 MEA=72.59}
   frequency of mfe structure in ensemble 0.511871; ensemble diversity 2.92  

Таблица 1. Сравнение алгоритма Зукера и einvented с реальными данными. На самом деле я не уверен в позиции 5'-514..521-3', но поскольку find_pair говорит, что там есть связь, и она идёт сразу после достоверного стебля, то я включил эту пару в стебель.

Участок структуры (расшифровку названий см. на рис. 2 в статье О.О.Фаворовой)	Реальные позиции в структуре(по результатам find_pair)	einverted	Алгоритм Зукера
Акцепторный стебель	5’01..5’72 — 5’07..5’56; (всего 7 позиций)	На самом деле он не угадал ни одной позиции	Все позиции предсказаны верно
D-стебель	5'-510..525-3' — 5'-514..521.-3' (всего 5 позиций)		4 из 5 предсказанных позиций верны
T-стебель	5'-549..565-3' — 5'-553..561-3' (всего 5 позиций)		Все позиции предсказаны верно
Антикодоновый стебель	5'-527..543-3' — 5'-531..539-3' (всего 5 позиций)		Все позиции предсказаны верно
Общее число канонических пар нуклеотидов в стеблях	3		2

Задание 2 Поиск ДНК-белковых контактов в заданной структуре

 Сейчас работаем с 1I3J. Сначала нужно было создать скрипт, который последовательно показывает в JMol изображение всей структуры, только ДНК в проволочной модели (как я понял, имеется ввиду только wireframe), той же модели, но с выделенными шариками множеством атомов set1, затем set2 и set3, где set1 — это все атомы кислорода 2’-дезоксирибозы, set2 — атомы кислорода в остатке фосфорной кислоты, set3 — атомы азота в азотистых основаниях.
 Дальше нужно было посчитать ДНК-белковые контакты. Все подсчёты были проведены с помощью ещё одного скрипта, который последовательно всё выделяет и пишет в консоль, сколько атомов выделил. Все подсчёты представлены в Таблице 2. Как видно из таблицы, большинство контактов неполярны, а большинство всех полярных контактов образуют остатки фосфорной кислоты. По-моему, необычно, что малая бороздка образует больше контактов, чем большая.

Таблица 2. Количество контактов разного типа в файле 1I3J.pdb.

	Контакты атомов белка с	Полярные	Неполярные	Всего
	остатками 2'-дезоксирибозы	0	90	90
	остатками фосфорной кислоты	21	90	111
	остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки	1	17	18
	остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки	9	27	36

Далее работаем с nucplot. Сначала нужно было просто получить картинку в формате .ps, я его конвертировал в pdf и решил вставить прямо так: На полученной схеме нету ни одной аминокислоты, которая образовывала бы больше двух остатков. Один из таких остатков изображён на Рисунке 2. В качестве важного для распознавания последовательности я выбрал Ser176, который, видимо, подвижный и образует водородные связи с C47 и A48, он изображён на Рисунке 3.