Комплексы ДНК-белок

Задание 1. Предсказание вторичной структуры заданной тРНК.

Предсказание вторичной структуры тРНК путем поиска инвертированных повторов. Программа einverted из пакета EMBOSS позволяет найти инвертированные участки в нуклеотидных последовательностях.В таблице приведено сравнение результатов, полученных при помощи find_pair и einverted.

Предсказание вторичной структуры тРНК по алгоритму Зукера. Здесь представлена картинка с лучшим предсказанием и "dot plot", содержащий вероятности связывания пар оснований.

Результаты предсказания минимальной энергии
The optimal secondary structure in dot-bracket notation with a minimum free energy of -26.80 kcal/mol is given below.

(colored by base-pairing probability)
Results for thermodynamic ensemble prediction
The free energy of the thermodynamic ensemble is -28.31 kcal/mol.
The frequency of the MFE structure in the ensemble is 8.67 %.
The ensemble diversity is 16.54 .
You may look at the dot plot containing the base pair probabilities

Табл.1.

Участок структуры	Позиции в структуре (по результатам find_pair) (реальных пар)	Результаты предсказания с помощью einverted (предсказано/реальных пар)	Результаты предсказания по алгоритму Зукера (предсказано/реальных пар)
Акцепторный стебель	7	0/7	6/7
D-стебель	6	5/6	0/5
T-стебель	5	5/5	5/5
Антикодоновый стебель	4	0/4	0/4
Общее число канонических пар нуклеотидов	23	10	11

Задание 2. Поиск ДНК-белковых контактов в заданной структуре

Упр.1
Определим множества: 1) set1 - множество атомов кислорода 2'-дезоксирибозы 2) set2 - множество атомов кислорода в остатке фосфорной кислоты 3) set3 - множество атомов азота в азотистых основаниях

Скрипт-файл

с определениями этих множеств.

Скрипт-файл

вызов которого в JMol даст последовательное (с паузами!) изображение всей структуры, только ДНК в проволочной модели, той же модели, но с выделенными шариками множеством атомов set1, затем set2 и set3.
Упр.2
Требовалось описать ДНК-белковые контакты в заданной структуре и сравнить количество контактов разной природы. Для этого так же был создан скрипт.

Табл.2.

Контакты атомов белка с	Полярные	Неполярные	Всего
остатками 2'-дезоксирибозы	0	57	57
остатками фосфорной кислоты	54	48	102
остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки	11	44	55
остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки	0	4	4

Упр.3
Требовалось получить популярную схему ДНК-белковых контактов с помощью программы nucplot.

Упр.4
Анализ контактов:
Самые многочисленные контакты образуют Gln68 и Thr81.
Наиболее важны остатки аргинина (Arg54, Arg69, Arg84), т.к. они связаны со многими азотистыми основаниями. (Хотя прямо с основаниями, а не с фосф. ост-ми только Thr81!). На рис.1 изображена связь между Arg69 и G.
Замечено отсутствие полярных контактов белка с остатками дезоксирибозы. Возможное объяснение: трудная стерическая доступность O-атомов 2'-дезоксирибозы, повернутых внутрь двойной спирали.
Присутствует большое количество неполярных контактов незаряженных аминоксилот (Q, N, S, T, G, A) с остатками декзоксирибозы.
Наибольшее количество контактов обнаружено между белком и остатками фосфорной кислоты.
Обнаружены многочисленные неполярные контакты азотистых оснований большой бороздки с аминокислотами.
В малой бороздке, куда доступ молекул сильно ограничен удалось найти 4 неполярных контакта с глицином (G). Из-за отсутствия заряда и маленького размера он единственный способен преодолеть пространственные преграды.

Рис.1

Рис.2