Занятие 9. Исследование белок-нуклеиновых контактов

 
     

  • Исследование контактов между молекулами белка и нуклеиновой кислоты
  • Скрипт для Rasmol:

    define mjg  c.n4,a.n6,t.o4,g.o6,g.n7,a.n7,t.c5m,c.c5,g.c8,a.c8,t.c6,c.c6,g.c5,a.c5 and dna
    define mig  c.o2,t.o2,g.n3,g.n2,a.n3,a.c2 and dna
    define tocompl t.o4,t.n3,c.n4,c.n3,c.o2,g.o6,g.n1,g.n2,a.n6,a.n1 and dna
    define basen c.c2,c.c4,c.n1,t.c4,t.c2,t.c5,t.n1,g.c2,g.c4,g.n9,g.c6,a.c4,a.n9,a.c6 and dna
    define base  mjg,mig,tocompl,basen                                       
    define polarR *.O?* and dna
    define polarP *.O?P and dna
    define polarMjg (oxygen,nitrogen) and mjg
    define polarMig (oxygen,nitrogen) and mig
    define npolarR *.C?*
    define npolarP *.P and dna
    define npolarMjg carbon and mjg
    define npolarMig carbon and mig
    select within(3.5,polarR) and (nitrogen,oxygen) and protein
    select within(3.5,polarP) and (nitrogen,oxygen) and protein
    select within(3.5,polarMjg) and (nitrogen,oxygen) and protein  
    select within(3.5,polarMig) and (nitrogen,oxygen) and protein
    select within(4.5,npolarR) and carbon and protein
    select within(4.5,npolarP) and carbon and protein                                             
    select within(4.5,npolarMjg) and carbon and protein
    select within(4.5,npolarMig) and carbon and protein
      

    При поиске полярных контактов использовался порог расстояния в 3,5 Å, а при поиске неполярных — 4,5 Å.

    Таблица. Контакты разного типа в комплексе белка 8-OXOGUANINE DNA GLYCOSYLASE и двух цепей ДНК

      Полярные Гидрофобные Всего
    Контакты белка с ...      
    ... остатками 2'-дезоксирибозы 6 6 12
    ... остатками фосфорной кислоты 7 15 22
    ... остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки 3 5 8
    ... остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки 6 1 7

    Сравните количество контактов разного типа, напишите краткое резюме в протоколе.

  • Поиск специфических контактов, обеспечивающих узнавание сайта в молекуле ДНК.
  • Вероятно, участок ДНК (С С Т G G) на цепи В, и (G DRZ A C C) на цепи С должен связываться с участком белка, близком к DRZ. При поиске вероятных связей(длиной меньше 3.5 ангстрем) в данной области была найдена примечательная группа аминокислот:Lys249, Val250 и Gly247. Все аминокислоты имеют связи, которые имеют длину полярных связей, но наиболее подходящей мне кажеться Lys249, так как расстояние между азотом лизина и кислородом фосфата тимина подходит под понятие полярной связи + азот лизина свободно "болтается", в отличие от азотов валина и глицина, встроенных в остов белка.


  • Описание функций исследованного белка
  • Данный белок выполняет функцию репарации ДНК. Он специализируется на удалении из цепи модифицированного гуанина - 8-оксогуанина. В моем ДНК он, видимо, исправляет участок с DRZ(3',4'-DIHYDROXY-PENTANAL-5'-PHOSPHATE), так как в цепи на его месте должен был стоять гуанин(по правилу комплементарности цепей). Белок относится к HhH-GPD суперсемейству. Домены связывания белка HhH и FCL([Fe4S4](cluster loop). Связь с доменом HhH осуществляется за счет аминокислот очень консервативного участка-петли L-P-G-V, а также N-конца второй спирали(всего 2 спирали). FCL - это C-концевая петля, образованная с помощью 4 цистеинов. N-концевой домен OGG_N осуществляет основную функцию белка. Выравнивание pfam показало, что Lys249 являеться консервативной аминокислотой и активным сайтом белка(он покрашен в черное):


  • Построение схемы контактов белка с ДНК
  • По данным, полученным из программы nucplot у 2'-дезоксирибозы всего 10 связей, причем 7 из них с DRZ. У остатков фосфорной кислоты связей нет совсем. У нуклеотидов всего 18 связей, и то 2 из них с водой, а одна с атомом кальция. Программа nucplot выдает более точный результат, чем измерения rasmol, так как определенное расстояние между атомами еще не гарантирует связь, она вполне может быть занята уже другим атомом, или несколькими.



    вернуться к 3 семестру