Комплексы ДНК-белок

Задание 1.

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

Для анализа был взят файл 1EXD.fasta c предварительно удаленной последовательностью белка. Для поиска инвертированных повторов была использована программа einverted пакета EMBOSS.

Параметры: Minimum score threshold = 18, остальные параметры были взяты по умолчанию. При варьировании параметров результат не улучшился.

SEQUENCE: Score 18: 6/6 (100%) matches, 0 gaps
       1 ggggta 6       
         ||||||
      68 ccccat 63

Упражнение 2. Предсказание вторичной структуры тРНК по алгоритму Зукера.

Была использована web версия программы mfold. Структура с нужной конформацией была получена третьей при Р=15 (при параметре P=15 было получено 9 предсказанных структур).

Реальная и предсказанная вторичная структура тРНК из файла 1EXD.pdb.

Участок структуры	Позициии в структуре (find_pair)	Предсказание einverted	Предсказание mfold
Акцепторный стебель	5'-2-7-3' 5'-66-71-3' всего 6 пар	предсказано 6 пар из 6	5'-1-7-3' 5'-62-68-3'всего 7, предсказано 6 пар
D-стебель	5'-10-12-3' 5'-23-25-3' всего 3 пары	-	5'-9-11-3' 5'-21-23-3'всего 3 пары, предсказано 0
T-стебель	5'-49-53-3' 5'-61-65-3' всего 5 пар	-	5'-43-__-47-3' 5'-53-UA-59-3' всего 5 пар, предсказано 0
Антикодонный стебель	5'-39-43-3' 5'-26-31-3' всего 5 пар	-	5'-25-29-3' 5'-37-41-3' всего5 пар, предсказано 0 пар
Общее число канонических пар	19	3	6

Задание 2.

Упражнение 2.

Поиск ДНК-белковых контактов осуществлялся помощью Jmol.

Было определено множество атомов кислорода 2'-дезоксирибозы (set1):

• полярные атомы дезоксирибозы

• неполярные атомы дезоксирибозы

Было определено множество атомов кислорода в остатке фосфорной кислоты (set2):

• полярные атомы остатков форфорной кислоты

• неполярные атомы остатков форфорной кислоты

Было определено множество атомов азота в азотистых основаниях (set3):

• полярные атомы остатков азотистых оснований со стороны большой бороздки

• полярные атомы остатков азотистых оснований со стороны малой бороздки

• неполярные атомы остатков азотистых оснований со стороны большой бороздки

• неполярные атомы остатков азотистых оснований со стороны малой бороздки

А также:

• полярные атомы белка

• неполярные атомы белка

Назовем полярным контактом ситуацию, в которой расстояние между полярным атомом белка и полярным атомом ДНК меньше 3.5A. Аналогично, неполярным контактом будем считать пару неполярных атомов на расстоянии меньше 4.5A.

Был написан скрипт, с помощью которого были определены контакты разных видов.

Различные ДНК-белковые контакты в 1XBR.pdb.

Контакты атомов белка с	Полярные	Неполярные	Всего
остатками 2'-дезоксирибозы	6	67	73
остатками фосфорной кислоты	20	30	50
остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки	2	7	9
остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки	2	8	10

Как можно увидеть, белок взаимодействует с ДНК главным образом через сахаро-фосфатный остов. Число неполярных взаимодействий сильно превышает число полярных. Вероятно из-за того, что полярные атомы находятся внутри молекулы нуклеиновой кислоты, так как они поддерживают вторичную структуру молекуклы ДНК; число неполярных атомов больше, чем полярных и в белке, и в ДНК.

Упражнение 3.

С помощью программы nuclot была получена популярная схема ДНК-белковых контактов

Упражнение 4.

На полученной схеме были выбраны:

Аминокислотный остаток с наибольшим числом указанных на схеме контактов с ДНК:

Наибольшее число контактов образует THR194.

Аминокислотный остаток наиболее важный для распознавания последовательности ДНК:

Важными для распознавания являются ARG67(A) и PHE211(A), так как каждый из них соединяется H-связью с азотистыми основаниями. ARG67(A) с G посредством NH2 группы, PHE211(A) с G посредством кислорода.

ARG67(A)

PHE211(A)

Anna Zheltova

Задание 1.

Задание 2.