Комплексы ДНК-белок


1. Предсказание вторичной структуры заданной тРНК



Заданная тРНК - 1F7V.
Для предсказания вторичной структуры тРНК была использована программа einverted. В качестве последовательности был взят fasta-файл без последовательности белка. При значении minimum score threshold = 50 не было предсказано ни одного стебля, поэтому было взято значение 0.

Другие значения:
gap penalty = 20
match score = 3
mismatch score = -4

В результате программа нашла лишь один участок 49-53 и 65-61, который соответствует стеблю, найденому с помощью find_pair в прошлом практикуме.


Далее вторичная структура той же последовательности была предсказана по алгоритму Зукера. Код:

export PATH=${PATH}:/home/preps/golovin/progs/bin
cat 1f7v.fasta | RNAfold --MEA

Результат показан на изображении. Предсказаны все стебли, однако некоторые из них отличаются на 1-4 пары.

Результат программы einverted

Результат алгоритма Зукера

стебель find_pair einverted по Зукеру
акцепторный стебель 1-7 и 72-66 (7) - 1-6 и 73-68 (6)
D-стебель 10-13 и 25-22 (4) - 7-12 и 22-17 (6)
T-стебель 49-53 и 65-61 (5) 49-53 и 65-61 50-54 и 66-62 (5)
антикодоновый стебель 31-26 и 39-44 (6) - 27-31 и 43-39 (5)
общее число пар нуклеотидов 22 5 22
общее число канонических пар нуклеотидов 18 5 а


2. Поиск ДНК-белковых контактов в заданной структуре

Структура 1RIO

С помощью команды define были заданы следующие множества атомов в структуре 1RIO:
множество атомов кислорода 2'-дезоксирибозы
множество атомов кислорода в остатке фосфорной кислоты
множество атомов азота в азотистых основаниях

Скрипт с определением этих множеств доступен по ссылке, также был написан скрипт, показывающий последовательные изображения структуры и множеств.

Также с помощью скрипта были описаны ДНК-белковые контакты. Полярный контакт - контакт между полярными атомами ДНК и белка на расстоянии не больше 3.5 А. Неполярным контактом называют контакт неполярных атомов белка и ДНК на расстоянии не больше 4.6 А. Результаты показаны в таблице. Можно заметить, что больше всего контактов белок образует с фосфатной группой и бороздкой, меньше всего с малой бороздкой.



Контакты атомов белка с полярные неполярные всего
остатками 2'-дезоксирибозы 2 20 22
остатками фосфорной кислоты 29 89 118
остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки 19 38 57
остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки 0 2 2

С помощью программы nucplot была создана схема контактов комплекса ДНК-белок 1RIO.





Схема ДНК-белковых контактов 1RIO



Аминокислоты с наибольшим числом контактов в ДНК:
Thr(397)H
Glu(399)H
Mse(43)A (по 3 контакта)
Был выбран селенометионин, так как в JMol треонин и глутамат находятся слишком далеко от азотистых оснований, которые приведены в схеме. Mse образует так называемые nonbonded contacts (расстояние от ДНК менее 3.35 ангстрем) с T20, G19 цепи T.

Одной из важных аминокислот может считаться Lys(5)A, так как она образует водородные связи (две) напрямую с азотистыми основаниями (G18, G19 цепи T), а не с остовом.


Mse 43
Lys 5