Структура РНК, комплексов ДНК-белок
Данный практикум состоит из двух частей: дальнейшего изучения стуктуры тРНК и исследования ДНК-белковых контактов.
Задание 1. Предсказание вторичной структуры Glu-tRNA.
Упр.1: Сравнение предсказания структуры тРНК с программами find_pair и einverted.
Для программы einverted были подобраны следующие параметры: -gap 1000 -threshold 15 -match 5 -mismatch -50. При них было получено
| Участок структуры | Позиции в структуре по find_pair | Результаты с помощью einverted | Результаты предсказания по алгоритму Зукера |
|---|---|---|---|
| Акцепторный стебель | 5'-501...507-3' 5'-566...572-3' (7 пар) | Предсказано 5/7 | 5'-501...507-3' 5'-566...572-3' (7/7) |
| D-стебель | 5'-510...513-3' 5'-522...525-3' (4 пары) | - | 5'-509...513-3' 5'-522...526-3' (4/4 + 509||526) |
| T-стебель | 5'-549...553-3' 5'-561...565-3' (5 пар) | Предсказано 5/5 | 5'-549...553-3' 5'-561...565-3' (5/5) |
| Антикодоновый стебель | 5'-538...544-3' 5'-526...532-3' (7 пар) | - | 5'-539...543-3' 5'-527...531-3' (5/7) |
| Общее число канонических пар нуклеотидов | 23 пары | 10 пар верно | 22 пары |
Упр.2: Поиск ДНК-белковых контактов в заданной структуре.
Для дальнейшей работы использовалась структура ДНК-связывающих доменов NFAT, Fos and Jun (1A02). Конкретно, для работы были взяты цепи F и J белка, однако модель в JMol демонтрирует весь белок.
Ссылка на скрипт с заданием множеств атомов.
Ссылка на исполняемый скрипт.
Ссылка на скрипт для подсчета контактов.
| Контакты атомов белка с | Полярные | Неполярные | Всего |
|---|---|---|---|
| остатками 2'-дезоксирибозы | 4 | 10 | 14 |
| остатками фосфорной кислоты | 13 | 6 | 19 |
| остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки | 5 | 12 | 17 |
| остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки | 0 | 1 | 1 |
В результате подсчета, было выявлено, что во взаимодействие ДНК с белком вносит вклад сахаро-фосфатный остов и атомы азотистых оснований, обращенные в большую бороздку. При этом, если атомы сахаро-фосфатного остова не отличаются между разными последовательностями ДНК и необходимы для неспецифического связывания, то атомы азотистых оснований в большой бороздке обеспечивают узнавание белком определенных нуклеотидных пар и, как следствие, конкретного сайта связывания.
С помощью программы nucplot было получено каноническое изображение взаимодействий остатков белка с ДНК. Ознакомиться с файлом в формате pdf можно по ссылке. Примечание: так как в задании указано рассмотреть цепи F и J белка, то в выдаче nucplot желтым цветом дополнительно выделены остатки этих цепей.
Наибольшее число контактов - N147(F)
Количество контактов между аминокислотным остатком и ДНК лежит в пределах 1-3, причем возможно взаимодействие, опосредованное молекулой HOH (R280:J). Наибольшее количество связей равное 3 (все полярные) имеет аспарагин-147 в цепи F.
Распознавание сайта - N147(F)
Упомянутый выше аспарагин-147 взаимодействует с атомами азотистых оснований в большой бороздке. Именно: N147:F.OD1 - C4016:A.N4 (d=2.73 Å), N147:F.ND2 - T5006:B.O4 (d=2.87 Å), N147:F.ND2 - A5005:B.N6 (d=3.33 Å). Таким образом одним остатком белок узнает последовательность из 3 нуклеотидов.
