Практикум 4

Стебли тРНК

В таблице 1 указаны стебли тРНК с PDB id 1i9v, найденные при помощи ViennaRNA и einverted и найденные в 3D-структуре этой тРНК.

Табл. 1. Координаты нуклеотидов стеблей тРНК.
Стебель	Из 3D-структуры	Из ViennaRNA	Из einverted
Акцепторный	1 — 7 и 72 — 66	1 — 7 и 72 — 66	—
T	10 — 13 и 25 — 22	10 — 13 и 25 — 22	—
Антикодоновый	40 — 44 и 30 — 26	39 — 43 и 31 — 27	39 — 48 и 31 — 22
D	49 — 53 и 65 — 61	49 — 53 и 65 — 61	49 — 53 и 65 — 61

Я визуализировала полученные структуры при помощи веб-интерфейса ViennaRNA. Результаты можно видеть на рис. 1, 2 и 3. Видно, что алгоритм ViennaRNA предсказывает структуру лучше, чем einverted.

**Рис. 2.** Структкра тРНК, предсказанная ViennaRNA.

**Рис. 3.** Структкра тРНК, предсказанная einverted.

Упражнение 1

Поскольку в PyMol нельзя писать скрипты, показывающие изображения с паузами, я написала скрипт, который сохраняет к пользователю пять нужных картинок. Скрипт можно скачать по ссылке. Картинки привожу на рис. 4, 5, 6, 7 и 8.

**Рис. 4.** Структура 1mdm (только с белковой цепью B).

**Рис. 6.** ДНК из структуры 1mdm с выделенными атомами set1.

**Рис. 7.** ДНК из структуры 1mdm с выделенными атомами set2.

**Рис. 8.** ДНК из структуры 1mdm с выделенными атомами set3.

Упражнение 2

В таблице 2 можно видеть, количество разных «контактов» белковой цепи B с ДНК. Полярным контактом считались атомы азота или кислорода, расположенные на расстоянии не более 3,5 ангстрем, неполярным — атомы углерода, фосфора и серы на расстоянии не более 4,5 ангстрем.

Во-первых, можно видеть, что неполярных контактов просто больше. Это логично, поскольку атомов углерода (считающихся неполярными) просто больше всего.

Во-вторых, контактов со стороны большой бороздки больше, чем со стороны малой. Это тоже логично: белок «сидит» в большой бороздке, если посмотреть на структуру.

Табл. 2. Контакты белка с ДНК.
	С остатками 2'-дезоксирибозы	С остатками фосфорной кислоты	С остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки	С остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки
Полярные	3	11	5	4
Неполярные	16	18	24	1

Упражнение 3

На рис. 9, 10 и 11 можно видеть визуализированные при помощи nucplot контакты ДНК с белками. Nucplot был запущен с парметрами по умолчанию, pdb-файл не содержал информацию о молекулах воды.
Обратите внимание, что тут отмечены контакты и с A-, и с B-цепью белка, тогда как ранее я работала только с B-цепью.

**Рис. 9.** Первая часть ДНК с ДНК-белковыми контактами.

**Рис. 10.** Вторая часть ДНК с ДНК-белковыми контактами.

**Рис. 11.** Третья часть ДНК с ДНК-белковыми контактами.

Упражнение 4

Больше всего контактов с ДНК образуют остатки аргинина-137 и аспарагина-21 из белковой цепи A. Их контакты с ДНК изображены на рис. 12 и 13.

Почему-то PyMol (с той же границей — 3,35 ангстрем) нашел не три контакта аргинина-137 с ДНК (как nucplot), а пять. Возможно, nucplot считает не количество контактов (т. е. количество пар атомов), а количество атомов аминикислоты, вступающих в контакт.

**Рис. 12.** Контакты аргинина-137 с ДНК.

**Рис. 13.** Контакты аспарагина-21 с ДНК.

Чтобы найти «наиболее важный» для распознавания ДНК аминокислотный остаток, я выбрала остатки, образующие более одной водородной связи с ДНК (водородные связи более специфичны, чем гидрофобные, наверное). Таких оказалось два: аргинин-391 в белковой цепи B и глицин-85 в белковой цепи A. Я выбрала аргинин, посчитав более «важным» остаток, образующий водородные связи при помощи радикала. Связи аргинина-391 белковой цепи B с ДНК можно видеть на рис. 14.