Комплексы ДНК-белок
Задание 1. Предсказание вторичной структуры заданной тРНК.
Упражнение 1. Предсказание вторичной структуры тРНК путем поиска инвертированных повторов.
В качестве объекта рассмотрения была взята тРНК 1EHZ. С сайта PDB была скачена fasta последовательность. С помощью команды einverted были произведены поиски возможных комплиментарных участков в ТРНК. Наиболее точно стебли определены при таких параметрах: Gap penalty = 12; Minimum score treshold = 13; Match score = 3; Mismatch score = -4 . Программа einverted предсказала Т-стебель, однако акцепторный стебель и D-стебель мне получить не удалось. 5'-22-31-3' не являются одним стеблем, 5'-39-43-3' и 5'-27-31-3', возможно, является антикодоновым стеблем.
Упражнение 2. Предсказание вторичной структуры тРНК по алгоритму Зукера.
Программа RNAfold из пакета Viena Rna Package реализует алгоритм Зукера. С помощью web версии этой программы была предсказана структура тРНК, представленная на третьем рисунке.
Таблица 1. Сравнение предсказаний структуры тРНК.
| Участок структуры | Позиции в структуре (по результатам find_pair) | Результаты предсказания с помощью einverted | Результаты предсказания по алгоритму Зукера |
|---|---|---|---|
| Акцепторный стебель | 5'-1-7-3' 5'-66-72-3' Всего 7 пар | - | 5'-01-07-3' 5'-66-72-3' Всего 7 пар |
| D-стебель | 5'-10-13-3' 5'-22-25-3' Всего 4 пары | - | 5'-10-13-3' 5'-22-25-3' Всего 4 пары |
| T-стебель | 5'-49-53-3' 5'-61-65-3' Всего 5 пар | 5'-49-53-3' 5'-61-65-3' Всего 5 пар | 5'-49-53-3' 5'-61-65-3' Всего 5 пар |
| Антикодоновый стебель | 5'-38-44-3' 5'-26-33-3' Всего 7 пар | 5'-39-43-3' 5'-27-31-3' Всего 5 пар | 5'-39-43-3' 5'-27-31-3' Всего 5 пар |
| Общее число канонических пар нуклеотидов | 21 | 10 | 21 |
Задание 2. Поиск ДНК-белковых контактов в заданной структуре.
Упражнение 1.
В данном разделе практикума рассматривалась структура 1d5y. set1 - множество атомов кислорода 2'-дезоксирибозы set2 - множество атомов кислорода в остатке фосфорной кислоты set3 - множество атомов азота в азотистых основаниях.
Упражнение 2.
Исследуем ДНК-белковые контакты. Будем считать полярными атомы кислорода и азота, а неполярными - атомы углерода, фосфора и серы. Для полярного контакта расстояние между полярными атомами белка и ДНК должно быть меньше 3.5 Å, для неполярного - меньше 4.5 Å. Для нахождения связей мной был написан скрипт.Ссылка на фото: ссылка на скрипт. С результатами можно ознакомиться ниже:
Таблица 2. Контакты разного типа в молекуле 1d5y
| Контакты атомов белка с | Полярные | Неполярные | Всего |
|---|---|---|---|
| остатками 2'-дезоксирибозы | 1 | 9 | 10 |
| остатками фосфорной кислоты | 10 | 9 | 19 |
| остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки | 2 | 12 | 14 |
| остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки | 0 | 0 | 0 |
Из данных, приведенных выше, видно, что с остатки 2'-дезоксирибозы образуют в основном неполярные контакты с белком, однако остатки фософрной кислоты образуют больше полярных,чем неполярных взаимодействий. Интересно, что данная молекула белка не образует контактов с малой бороздкой.
Упражнение 3.
Далее файл 1d5y был переведен в старый формат с помощью программы remediator, а потом в командную строку была введена следующая команда: nucplot 1d5y_old.pdb, на выходе которой было изображение со схемой ДНК-белковых контактов(рис. 4, 5).
Из полученных результатов можно сделать вывод, что Asp(25) имеет больше всего связей с ДНК, но также мы можем заметить, что Trp(36) связывается сразу же с двумя азотистыми основаниями: тимином и цитозином, поэтому я решила рассмотреть именно его. С результатами можно ознакомиться ниже:(рис. 6,7).
