Предсказание вторичной структуры заданной тРНК и анализ НК-белкового комплекса
Задание 1. Предсказание вторичной структуры заданной тРНК
С помощью утилиты einverted пакета Emboss, я определил расположение стеблей тРНК (einverted находит инвертированные повторы, которые образуют стебли). Для определения была выполнена следующая функция: einverted -sequence 1EHZ.fasta -gap 9 -threshold 12 -match 3 -mismatch -3 -outfile outfile.txt -outseq seqout, параметр threshold определяет минимальный score для выравнивания, наиболее предпочтительным является такое значение этого параметра, которое позволяет определить все, даже самые маленькие стебли, а также не минимизирует возможность ложноположительных результатов. Поэтому мною был выбрано значение 12. Также структура тРНК была смоделирована при помощи программы ViennaRNA, которая определяет вторичную структуру на основе термодинамических характеристик. Результаты всех анализов продемонстрированы в таблице 1.
| Участок структуры | Позиции в структуре (по результатам find_pair ) | Результаты предсказания с помощью einverted | Результаты предсказания по алгоритму Зукера |
|---|---|---|---|
| Акцепторный стебель | 1-7, 66-72 | 1-7, 66-72 | |
| D-стебель | 10-13, 22-25 | 10-13, 22-25 | |
| Т-стебель | 27-31, 39-43 | 22-31, 39-48 | 27-31, 39-43 |
| Антикодоновый стебель | 49-53, 61-65 | 49-53, 61-65 | 49-53, 61-65 |
| Общее число канонических пар нуклеотидов | 20 | 13 | 21 |
Задание 2. Поиск ДНК-белковых контактов в заданной структуре.
Далее я приступил к работе с комплексом ДНК-белок, в моем случае это комплекс транскрипционного фактора ROB дрожей с ДНК (PDBid: 1D5Y).
Был написан скрипт, который создает 3 выделения, множество атомов кислорода 2'-дезоксирибозы (set1), множество атомов кислорода в остатке фосфорной кислоты (set2), множество атомов азота в азотистых основаниях (set3).
Скрипт для выделения 3 групп
Также был написан скрипт, для последовательного отображения структуры ДНК:
Скрипт с последовательным отображением
После я приступил к анализу взаимодействий между белком и ДНК. Результаты приведены в таблице ниже:
| Контакты атомов белка с... | Тип контактов | ||
|---|---|---|---|
| Полярные | Неполярные | Всего | |
| остатками 2'-дезоксирибозы | 8 | 64 | 72 |
| остатками фосфорной кислоты | 40 | 40 | 80 |
| остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки | 6 | 22 | 28 |
| остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки | 0 | 0 | 0 |
Наибольшее число контактов обнаружено между белком и остатком фосфорной кислоты, хотя, скорее всего, эти данные — артефакт нашего алгоритма поиска, также достаточно много контактов белка с сахарофосфатным остовом, имеются контакты с большой бороздкой. Контактов с малой бороздкой нет.
Далее я использовал программу NUCLPLOT для построения ДНК-белковых контактов, проанализировав ее, выяснил, определенного лидера по контактам с белком среди аминокислот нет, поэтому я решил привести аминокислоты, которые взаимодействуют непосредственно с азотистыми основаниями. Я выбрал Trp36 цепи A и Arg40 цепи A. Эти основания скорее всего отвечают за специфическое связывание белка с большой бороздкой ДНК.
