Комплексы ДНК-белок

Задание 1. Поиск ДНК-белковых контактов в заданной структуре

Упр. 1.

Для программы JMol был создан скрипт. Данный скрипт содержит определения следующих множеств:

• множество атомов кислорода 2'-дезоксирибозы (set1);
• множество атомов кислорода в остатке фосфорной кислоты (set2);
• множество атомов азота в азотистых основаниях (set3).

Вызов данного скрипта в JMol дает последовательное изображение всей структуры, только ДНК в проволочной модели, той же модели, но с выделенными шариками множеством атомов set1, затем set2 и set3.

Упр. 2.

Опишем ДНК-белковые контакты в структуре 1LRR. Будем считать полярными атомы кислорода и азота, а неполярными – атомы углерода, фосфора и серы. Назовем полярным контактом ситуацию, в которой расстояние между полярным атомом белка и полярным атомом ДНК меньше 3.5Å. Аналогично, неполярным контактом будем считать парунеполярных атомов на расстоянии меньше 4.5Å.
Для подсчета контактов разного типа был создан скрипт. Полученные результаты представлены в таблице:

Контакты разного типа в комплексе 1LRR.pdb

Контакты атомов белка с	Полярные	Неполярные	Всего
остатками 2'-дезоксирибозы	2	12	14
остатками фосфорной кислоты	26	30	56
остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки	4	8	12
остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки	1	0	1

Упр. 3.

С помощью программы nucplot была получена популярная схема ДНК-белковых контактов.

Упр. 4.

Из схемы видно, что наибольшее количество контактов у Arg118 - с 5 и 6 нуклеотидами. Вероятно, эта аминокислота является наиболее важной для распознавания последовательности ДНК. На рисунках, приведенных ниже, показано взаимодействие данной аминокислоты с ДНК. Обозначены расстояния между аминокислотным остатком и ДНК.

Задание 2. Предсказание вторичной структуры заданной тРНК

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

Для тРНК 1QTQ с помощью программы einverted была получена информация об инвертированных участках тРНК.
При параметрах, установленных по умолчанию, инвертированные участки не были найдены. Поэтому использовались следующие параметры:

gap penalty 10
minimum score threshold 25
match score 5
mismatch score -2

Были найдены D-стебель и акцепторный стебель, 3 пары антикодонового стебля и пара T-стебля.

Упр. 2. Предсказание вторичной структуры тРНК по алгоритму Зукера

С помощью программы mfold было получено предсказание вторичной структуры тРНК по алгоритму Зукера. Ниже представлено полученное изображение вторичной структуры.

В таблице представлено сравненние полученных результатов:

Участок структуры	Позиции в структуре (по результатам find_pair)	Результаты предсказания с помощью einverted	Результаты предсказания по алгоритму Зукера
Акцепторный стебель	5'-902-907-3' 5'-966-970-3' (7 пар)	7 из 7	7 из 7
D-стебель	5'-910-912-3' 5'-923-925-3' (3 пары)	2 из 3	3 из 3
T-стебель	5'-949-953-3' 5'-926-933-3' (8 пар)	1 из 8	6 из 8
Антикодоновый стебель	5'-937-944-3' 5'-961-965-3'(5 пар)	3 из 5	3 из 5
Общее число канонических пар нуклеотидов	23	13	19