Комплексы ДНК-белок.

Задание 1.

Упражнение 1.

Взяв в качестве объекта, с которым буду работать, выданную мне в прошлом практикуме фенилаланиновую тРНК (1EHZ), я принялся за работу.
С сайта PDB скачал fasta-последовательность тРНК по данной ссылке, после чего полученный файл 1EHZ.fasta.txt переименовал в 1EHZ.fasta.
Затем я начал искать в тРНК возможные комплементарные участки командой einverted.

Командой
einverted -sequence 1EHZ.fasta -outfile 1EHZ_01.inv -outseq 1EHZ_01.fasta -auto запустил поиск инвертированных повторов. На стандартных настройках программы (Gap penalty = 12; Minimum score treshold = 50; Match score = 3; Mismatch score = -4) ничего найдено не было.
Снизив Minimum score treshold до 25, командой
einverted -sequence 1EHZ.fasta -threshold 25 -outfile 1EHZ_02.inv -outseq 1EHZ_02.fasta -auto запустил поиск. И опять результатов не было.
При снижении Minimum score threshold до 13 командой
einverted -sequence 1EHZ.fasta -threshold 13 -outfile 1EHZ_03.inv -outseq 1EHZ_03.fasta -auto появились первые результаты. Программа einverted с абсолютной точностью предсказала Т-стебель, с несколько меньшей точностью - антикодоновый стебель (к нему программа приписала несколько лишних нуклеотидов).
При изменении параметра Minimum score treshold на 16 получилось найти только антикодоновый стебель с лишними нуклеотидами. Команда:
einverted -sequence 1EHZ.fasta -treshold 16 -outfile 1EHZ_04.inv -outseq 1EHZ_04.fasta -auto.
При параметрах Minimum score treshold 12; Match score 10 и Mismatch score -7 получилось зафиксировать акцепторный стебель, правда, лишь в составе довольно протяжённого участка (1-33, комплементарного с 72-36). Выделить акцепторный стебель отдельно, к сожалению, не получилось. Команда:
einverted -sequence 1EHZ.fasta -treshold 12 -match 10 -mismatch -7 -outfile 1EHZ_05.inv - outseq 1EHZ_05.fasta -auto.
D-стебель предсказать также не получилось.

Упражнение 2. Воспользовавшись онлайн-вариантом программы RNAfold я получил картинку предсказания вторичной 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 (6 каноничных)	5 пар (1 неканоничная)	7 пар (1 неканоничная)
D-стебель	5'-10-13-3' 5'-22-25-3' Всего 4 пары (все каноничных)	Не найдено	Все 4 каноничных пар
T-стебель	5'-49-53-3' 5'-61-65-3' Всего 5 (все каноничные)	Все 5	Все 5 каноничных пар
Антикодоновый стебель	5'-38-44-3' 5'-26-33-3' 8 пар (5 каноничных)	6 пар (5 каноничных)	5 пар, все каноничные
Общее число каноничных пар нуклеотидов	20	11	15

Задание 2.

Упражнение 1.

Для выполнения этого упражнения я взял структуру комплекса ДНК-белок из прошлого практикума, из которой я удалил почти всё, оставив только одну двухцепочечную молекулу ДНК и связанную с ней цепь белка.
Скрипт для визуализации всех нужных множеств - define_script.txt.

Упражнение 2. Для выполнения данного упражнения я взял структуру комплекса ДНК-белок, в которой я удалил всё лишнее, оставив одну из цепей белка и связанную с ней двухцепочечную молекулу ДНК.
Скрипт для визуализации контактов ДНК-белок - contacts_script.txt.

Контакты атомов белка с:	Полярные	Неполярные	Всего
остатками 2'-дезоксирибозы	0	0	0
остатками фосфорной кислоты	0	10	10
остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки	2	13	15
остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки	0	0	0

Видно, что ДНК контактирует с белком либо остатками фосфорной кислоты, либо азотистыми основаниями со стороны большой бороздки.

Упражнение 3. С помощью команды remediator я перевёл PDB-файл с ДНК-белковым комплексом в старый формат PDB, с которым и продолжил работу.
Командой nucplot была получена популярная схема ДНК-белковых контактов.

Смысл обозначений

Упражнение 4. Каждый из аминокислотных остатков связывается с ДНК лишь единожды, но, вероятно, аминокислотным остатком с наибольшим количеством указанных на схеме контактов можно назвать Asp25.
Наиболее важным аминокислотным остатком для распознавания последовательности ДНК будет тот, который образует связь с азотистым основанием нуклеотида. Таких аминокислотных остатков два: Trp36 и Arg40. Однако более важным, на мой взгляд, является триптофан, поскольку он, теоретически, может взаимодействовать не только с нуклеотидом Т15, но и с G14.

Ссылка на главную страницу