Взаимодействие ДНК-белок

Задание 1: поиск ДНК-белковых контактов в заданной структуре

Упр.1. Создание скрипта, вызов которого в JMol даст последовательный вывод изображения всей структуры, только ДНК в проволочной модели, но с выделенными определенными атомами.

Скрипт:

select all; cartoon on; cpk off; wireframe off;
pause;
restrict dna; cartoon off; wireframe 70;
color green;
pause;
select *.O?'; cpk 150; color red;
pause;
select *.OP?; cpk 150; color orange;
pause;
select *.N? and dna; cpk 150; color yellow;

Упр.2.
Описание ДНК-белковых контактов в заданной структуре.
Будем считать полярыми 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 3,5 ангстрем. Аналогично, неполярным контактом будем считать пару неполярных атомов на расстоянии меньше 4,5 ангстрем.
Контакты атомов белка с Полярные Неполярные Всего
остатками 2'-дезоксирибозы 2 8 10
остатками фосфорной кислотвы 12 8 20
остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки 4 0 4
остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки 0 0 0

Полярных и неполярных контактов примерно поровну, но полярных чуть больше. Это, в целом, не очень типично, так как у белков обычно больше неполярных контактов. Атомы малой бороздки вообще не участвуют во взаимодействии с белком. Больше всего контактов образуют атомы остатков фосфорной кислоты.
Упр.3. Получение популярной схемы с помощью команды nucplot

Рисунок 1. Популярная схема ДНК-белковых контактов часть 1
Рисунок 2. Популярная схема ДНК-белковых контактов часть 2

По полученной схеме выберем аминикислотный остаток с наибольшим числом указанных на схеме контактов с ДНК. Таких остатков оказалось 2 - 74лизин и 55гистидин, оба связываеются с двумя азотистыми основаниями. Лизин и гистидин - положительно заряженные аминокислоты, значит, принципиально их роль не отличается. Эти два остатка связываются с одними и теми же фосватами, поэтому далее рассмотривались они оба, как единая структура.
На схеме видно, что наибольшее число контактов с белком ( по 2) образуют Lys74 и His55. Наиболее значимым может быьт Asn65, который связывается с цитозином. 3D-можели этих взаимодействий с измеренными основаниями представлены на рисунках 3 и 4.

Рисунок 3. Взаимодействие 74 лизина и 55 гистидина с кислородами фосфатной группы. Измерены расстояния между атомами, они меньше 4 ангстрем, следовательно, это действительно связь.
Рисунок 4. Взаимодействие 65 аспрарагина с аденином. Это единственная аминокислота, взаимодействующая напряпую с азотистым основанием - аденином. Поэтому, возможно, именно она участвует в узнавании

Задание 2. Предсказание вторичное структуры тРНК

Предсказание вторичной структуры тРНК путем поиска инвертированных повторов

Для программы einverted пришлось очень долго подбирать условия, потому что при станндартных условиях вообще ничего не работало. В конечном итоге были найдены примерные условия, с которыми получались неплохие результаты. Это условия: gap 11, match 5, mismatch -5 - для правдоводобного нахождения акцепторного стебля, а для Т-стебля немного другие условия gap 19, match 2, mismatch -4.
Участок структуры Позиции в структуре (find_pair) Результаты предсказания
einverted 		Результаты по алгоритму Зукера
Акцепторный стебель
5'- 901-907 -3'
3'- 972-966 -5'
8 пар
найдено 6 пар из 8 		найдено 8 пар из 8
D-стебель
5'- 910-913 -3'
3'- 922-925 -5'
4 пары 		условия не были найдены 4 пары из 4
T-стебель
5'- 949-953 -3'
3'- 965-961 -5'
5 пар 		найдено 4 пары из 5 предсказано со сдвигом
Антикодоновый стебель
5'- 938-944 -3'
3'- 932-926 -5'
6 пар 		не нашлись условия предсказаниия предсказано со сдвигом

© Ходыкина Наталья,2012