Задание 1. Предсказание вторичной структуры заданной тРНК
Предсказание вторичной структуры тРНК путем поиска инвертированных повторов
Структура комплекса тРНК (5HC9). Изображение получено с помощью JMol. Розовым и желтым выделены цепи тРНК (C и D)
С помощью программы einverted -sequence 5hc9.fasta -threshold 21
был полчен файл с инвертированными участками (Рис.1). Однако в процессе выполнения этого задания
перед использованием программы пришлось удалить из fasta-файла аминокислотные последовательности, входящие в комплекс с тРНК. Значение "Minimum score threshold"=21,
т.к. это наибольшее значение, при котором программа могла находить инвертированные участки.
Рис. 1
Затем с помощью программы RNAfold из пакета Viena Rna Package, которая реализует алгоритм Зукера, были
получены результаты предсказания вторичной структуры для каждой из двух цепей тРНК (Рис. 2-5). Данные сравнения разных методов предсказания
структуры приведены в таблице 1 (приведены данные только для цепи С, т.к. две цепи практически идентичны друг другу).
Рис. 2 Цепь С
Рис. 3. Цепь С
Рис. 4 Цепь D
Рис. 5. Цепь D
Таблица 1. Реальная и предсказанная структура С-цепи тРНК.
Участок структуры
Позиции в структуре (по результатам find_pair)
Результаты предсказания с помощью einverted
Результаты предсказания по алгоритму Зукера
Акцепторный стебель
5'-01-07-3' 5'-66-72-3' Всего 7 пар
7/7
7/7
D-стебель
5'-10-13-3' 5'-22-25-3' Всего 4 пары
-
4/4
T-стебель
5'-49-53-3' 5'-61-65-3' Всего 5 пар
-
5/5
Антикодоновый стебель
5'-38-44-3' 5'-26-32-3' Всего 7 пар
-
5/7
Общее число канонических пар нуклеотидов
18
7
21
Задание 2. Поиск ДНК-белковых контактов в заданной структуре
В этом задании мне досталось изучать косплекс с "Holliday junction-resolving" ферметном в комплексе с ДНК и Mg2+, с PDB ID 5CO8.
Структура комплекса ДНК с белками. Изображение получено с помощью JMol.
С помощью команды define в JMol были выделены различные множества атомов. Вы можете посмотртеь следующие скрипты:
Скрипт, определяющий множество атомов кислорода 2'-дезоксирибозы (set1), множество атомов кислорода в
остатке фосфорной кислоты (set2) и множество атомов азота в азотистых основаниях (set3).
Скрипт, вызов которого в JMol даст последовательное изображение всей структуры, только
ДНК в проволочной модели, той же модели, но с выделенными шариками множеством атомов set1, затем set2 и set3.
Описание ДНК-белковых контактов в заданной структуре
Таблица 2.ДНК-белковых контакты 5CO8.
Контакты атомов белка с
Полярные
Неполярные
Всего
остатками 2'-дезоксирибозы
1
44
45
остатками фосфорной кислоты
4
16
20
остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки
0
12
12
остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки
1
6
7
По данным из таблицы 2 можно сделать сдедующие выводы: среди ДНК-белковых контактов преобладают неполярные
взаимодействия, наиболее распространены контакты с неполярными атомами остатков 2'-дезоксирибозы, а меньше всего контактов с азотистыми
основаниями со стороны малой бороздки.
С помощью программы "nucplot 5co8_old.pdb" и последующей конвертацией "ps2pdf nucplot.ps nucplot.pdf"
была получена схема ДНК-белковых контактов (Рис. 6-9).
Рис. 6
Рис. 7.
Рис. 8
Рис. 9.
Аминокислотным остатком с наибольшим числом указанных на схеме контактов с ДНК является Thr257(C) (257й Треонин цепи С).
Он имеет по 2 непосредственных контакта с гуанином(12:X) и остатком фосфоной кислоты. Кроме того, этот аминокислотный остаток оказался единственным
среди двух цепей ДНК, который имел более одного контакта с ДНК. Поэтому, я посчитала, что именно он может быть наиболее важным
для распознавания последовательности ДНК (рис. 10,11).
Рис.10. ДНК-белковые контакт между Thr257(C) (выделен крупными шариками) и нуклеотидами цепи X (шарики поменьше). Показано расстояние
между атомами. Цепь белка показана розовой проволочной моделью, цепь ДНК - зеленой. Изображение получено с помощью JMol.
Рис.11. ДНК-белковые котнтакт между Thr257(C) (выделен крупными шариками) и нуклеотидами цепи X (шарики поменьше). Показано расстояние
между атомами. Цепь белка показана розовой проволочной моделью, цепь ДНК - зеленой. Изображение получено с помощью JMol.
