В файле 1I3J.pdb приведены координаты атомов следующих молекул:
* ДНК-связывающий домен интрон-эндонуклеазы 1 цепь (A).
* Фрагмент двойной цепи ДНК (B и C)
Организм: ENTEROBACTERIA PHAGE T4.
Для исследования были выбраны A-цепь белка и цепи C, B, представляющие ДНК со следующей последовательностью:
цепь B [1] 5' - TTCTT GGGTCTACCGTTTAAT - 3' [21]
цепь C [21] 3' - AGAACCCAGATGGCAAATTAA- 5' [1]
где 1 и 21 - номера первого и последнего нуклеотида.
В файле PDB представлен ДНК-связывающий домен белка (116 ак).
Весь белок можно найти в UniProt (254 ак).
Его accession number P13299
Рассматриваемый фрагмент расположен в белке на 129-245 позициях
Функции белка:
Это эндонуклеаза, специфичная для сплайсинг переходов гена тимидилат-синтетазы, а также участвующая в хоминге интронов
Выходной файл программы analyze: dna_old.out
Значения торсионных углов были импортированы в Excel.
Файл: torsion.xls
Лист source - исходные значения торсионных углов.
Лист angle содержит исправленные значения.
алгоритм исправлений торсионных углов был не придуман, а полностью заимствован
В некоторых случаях значения углов необходимо было изменить на 360 градусов.
Например, если есть одновременно углы -120 и +120 градусов, необходимо изменить один из них на 360 градусов.
Если этого не сделать, среднее значение получится равным 0 градусов, а не 180.
Для автоматического изменения углов применим следующий алгоритм:
- Рассчитаем синус и косинус каждого угла (лист sincos)
- Рассчитаем средний синус и средний косинус для каждого торсионного угла
-
Вычислим угол, соответствующий средним значениям синуса и косинуса торсионных углов.
Угол не должен превышать по модулю 180 градусов. - Переправим исходные углы: если они отличаются от углов, вычисленных по средним значениям синуса и косинуса больше, чем на 180 градусов, изменим их значение на 360 градусов, чтобы приблизить их к этому значению.
Теперь можно вычислить средние значения углов:
| &alpha P-O5’ | &beta O5’-C5’ | &gamma C5’-C4’ | &delta C4’-C3’ | &epsilon C3’-O3’ | &xi O3’-P | &chi C1’-N | |
| 1I3J | -33.015 | -179.506 | 17.89306 | 148.6639 | -170.836 | -115.983 | -98.1944 |
| ДНК A | -62 | 173 | 52 | 88 / 3 | 178 | -50 | -160 |
| ДНК B | -63 | 171 | 54 | 123 / 131 | 155 | -90 | -117 |
Таким образом структура днк в достаточной степени искривлена, но мне кажется, что она более похожа на B форму.
Поиск самого "кривого" нуклеотида
Рассчитаем сумму модулей разницы значения угла и среднего значения угла.
Для каждого нуклеотида получается одно число (смотри крайнюю справа колонку).
Больше всего градусов (440) набрал цитозин 10 из первой цепи. Таким образом, самым "кривым" нуклеотидом является цитозин 10 из первой цепи.
Исследование природы ДНК-белковых контактов
PDB: 1I3J.pdbСкрипт: contacts.spt
| Контакты атомов белка с | Полярные | Неполярные | Всего |
| остатками 2'-дезоксирибозы | 6 | 65 | 71 |
| остатками фосфорной кислоты | 23 | 14 | 37 |
| остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки | 0 | 7 | 7 |
| остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки | 11 | 11 | 22 |
Выводы:
-
Неполярных контактов сильно больше, чем полярных
-
С азотистимы основаниями белок контактирует в основном со стороны малой бороздки.
-
Белок контактирует с сахаро-фосфатным остовом намного больше, чем с азотистыми основаниями.
По-видимому, это обусловлено наружным расположением 2'-дезоксирибозы и фосфата.
Белок в целом лежит в малой бороздке (что предстовляется мне не совсем типичным, поскольку логика
подсказывает, - Получение популярной схемы ДНК-белковых контактов с помощью nucplot nucplot 1I3J_old.pdb
- Возможный(е) распознающий(е) контакт(ы)
- Характеристика ДНК-связывающего домена
что большая бороздка более предпочтительна в этом плане). Там же, в малой бороздке, лежит хорошо оформленная альфа спираль.
Пользуясь результаты двух предыдущих пунктов, а также использовав данные этой статьи ,основными распознающими контактами были признаны остатки 204-244 и 183-194, которые образуют альфа спирали, лежащие в бороздках.
На роль ключевых контактов, на мой взгляд, наиболее подходят:
1) C14 и Lys206, Pro199 , Asn201, Cys214, Aln215, Aln215
2) T11/A12 и Ile190, 2*Met194, Ser191 , Lys197, Gly196
Pfam
К несчастью Pfam содержит крайне мало информации о доменах моего белка, точнее только об одном из них и не том, который нас интересует. Но, опираясь на вышепредставленную статью, можно сказать, что белок содержит три днк распознающих субдомена: Zn finger(149-167), elongated субдомен (168-203), и helix-turn-helix субдомен (204-244).
Теперь возможно привести более подробную информацию о Zn finger домене :
Домены цинкового пальца (Znf) - это относительно небольшие мотивы, которые содержат несколько подобных пальцу выпячиваний, которые последовательно устанавливают контакты с целевой молекулой. Некоторые из этих доменов связывают цинк, но многие связывают не цинк, а другие металлы (например железо), или неметаллы. К примеру, некоторые белки этого семейства формируют мостики, чтобы стабилизировать "пальцы". Впервые они были идентифицированы как ДНК-связывающие мотивы в факторе транскрипции TFIIIA в Xenopus laevis (Африканская шпорцевая лягушка), но теперь стало известно, что они могут связывать ДНК, РНК и/или липиды. Их связывающие свойства зависят от аминокислотной последовательности цинкового пальца и линкера между пальцами, а также от числа пальцев. Домен цинкового пальца часто находится в кластерах, где пальцы могут иметь различные свойства связывания. Есть много суперсемейств мотивов цинкового пальца, различающихся последовательностью и структурой. Они достаточно разнообразны по способам связывания, даже члены одного класса (например, некоторые связывают ДНК, другие - белок), что подтверждает, что они развили специальные функции на единой базе. Белки, содержащие домен цинкового пальца, участвуют, например, в транскрипции генов, трансляции, организации цитоскелета, развитии эпителия, клеточных контактах, сворачивании белка, цинковой чувствительности. Цинк-связывающие мотивы - устойчивые структуры, и они редко подвергаются конформационным изменениям после связывания с целевой молекулой.