Практикум 3. Комплексы ДНК-белок.

Задание 1. Предсказание вторичной структуры заданной тРНК.

С помощью программы find_pair был получен файл с результатами отображения вторичной структуры тРНК (pdb: 1GTR), представленными на рисунке 1. Данные о стеблях во вторичной структуре были занесены в таблицу 1.

Программой einverted получены результаты поиска инвертированных повторов в тРНК (рисунок 2). Также программой RNAfold получены результаты предсказания вторичной структуры по алгоритму Зукера (рисунки 3 и 4). Все сходства занесены в таблицу 1.

Таблица 1

Участок структуры	Позиции в структуре (по результатам find_pair)	Результаты предсказания с помощью einverted	Результаты предсказания по алгоритму Зукера
Акцепторный стебель	5'-02-07-3' 5'-66-71-3' Всего 6 пар	6 из 6 пар	6 из 6 пар
D-стебель	5'-10-12-3' 5'-23-25-3' Всего 3 пары	---	3 из 3 пар
Антикодоновый стебель	5'-27-31-3' 5'-39-43-3' Всего 5 пар	---	5 из 5 пар
T-стебель	5'-49-53-3' 5'-61-65-3' Всего 5 пар	---	5 из 5 пар
Общее число канонических пар нуклеотидов	19 пар	6 из 19 пар	19 из 19 пар

Задание 2. Поиск ДНК-белковых контактов в структуре 1RH6.

Было создано три скрипт-файла для программы Jmol:

1) Скачать скрипт 1 - Скрипт определяет 3 множества атомов: кислород 2'-дезоксирибозы, кислород в остатке фосфорной кислоты и азот в азотистых основаниях.

2) Скачать скрипт 2 - Скрипт последовательно изображает: всю структуру, ДНК в проволочной модели, +атомы вышеупомянутых множеств.

3) Скачать скрипт 3 - Скрипт демонстрирует атомы ДНК, вступающие в контакт с B-цепью белка. Результаты показаны в таблице 2.

Таблица 2. Контакты разного типа в комплексе 1RH6

Контакты атомов белка с:	Полярные	Неполярные	Всего
остатками 2'-дезоксирибозы	4	20	24
остатками фосфорной кислоты	6	4	10
остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки	4	6	10
остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки	1	0	1

По результатам можно сделать вывод, что атомы азотистых оснований, обращенные в сторону малой бороздки ДНК, почти не вступают в контакт с атомами B-цепи белка. Возможно, так происходит из-за близкого расположения атомов оснований друг относительно друга. В целом преобладают неполярные контакты с остатками 2'-дезоксирибозы.

Программой nucplot была получена схема ДНК-белковых контактов (рисунки 5, 6).

Аминокислотный остаток Tyr41(B) (41 тирозин B-цепи) обладает наибольшим числом контактов с ДНК среди остальных остатков. Tyr41 имеет два непосредственных контакта с остатками фосфорной кислоты и один контакт с аденином через молекулу воды.

В качестве аминокислотного остатка, наиболее важного для распознавания последовательности ДНК, можно предложить Asp37(B), так как он имеет два непосредственных контакта с тимином-6 и гуанином-5. На рисунках 7 и 8 приведены изображения контактов в Jmol. Все атомы, вступающие в контакт обозначены на картинке в окне "Измерения".