Структура тРНК / Комплексы ДНК-белок

Упражнение 1. Предсказание вторичной структуры тРНК

В данном упражнении мы должны были предсказать структуру тРНК (PDB ID: 1F7U) с помощью программ findpair, einverted из пакета EMBOSS и RNAfold, реализующей алгоритм Зукера. Результаты предсказания указаны в таблице ниже.

Участок структуры	Позиции в структуре (find_pair)	Результаты предсказания с помощью einverted	Результаты предсказания по алгоритму Зукера
Акцепторный стебель	(7/7) 5'- 901 - 907 - 3' 5'- 966 - 972 - 3'	(0/7)	(6/7)
D-стебель	(3/4) 5'- 910 - 912 - 3' 5'- 923 - 925 - 3'	(0/4)	(6/4)
T-стебель	(5/5) 5'- 949 - 953 - 3' 5'- 961 - 965 - 3'	(5/5) 49 ccagg 53 \|\|\|\|\| 65 ggtcc 61	(5/5)
Антикодоновый стебель	(4/5) 5'- 939 - 942 - 3' 5'- 928 - 931 - 3'	(0/5)	(5/5)
Общее число канонических пар нуклеотидов	19	5	22

В результате можно заметить, что самым эффективным способом предсказания является предсказание по алгоритму Зукера, хотя есть некоторые неточности. Программа einverted нашла только T-стебель даже при минимальном minimum score threshold.

Результаты предсказания по алгоритму Зукера

Универсальная укладка полинуклеотидной цепи тРНК

Упражнение 2. Поиск ДНК-белковых контактов в заданной структуре (PDB ID: 1TRO).

Пункт 1.

Ссылка на скрипт 1
Ссылка на скрипт 2

Пункт 2.

В данном задании мы должны былт определить количество и полярных и неполярных взаимодействий ДНК с белком. Назовем полярным контактом ситуацию, в которой расстояние между полярным атомом белка и полярным атомом ДНК меньше 3.5 ангстрем. Аналогично, неполярным контактом будем считать пару неполярных атомов на расстоянии меньше 4.5 ангстрем. Результат анализа представлен в таблице ниже. Это ссылка на скрипт с комментариями.

Контакты атомов белка с	Полярные	Неполярные	Всего
Остатками 2'-дезоксирибозы	4	41	45
Остатками фосфорной кислоты	54	0	54
Остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки	7	28	35
Остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки	0	0	0

Можно отметить, что полярные взаимодействия происходят почти целиком за счет остатков фосфорной кислоты, а неполярные за счет остатков азотистых оснований и 2'-дезоксирибозы в большой бороздке. И таким образом, количество неполярных взаимодействий больше.

Пункт 3 и 4. Nucplot

Отсутствие изображения из nucplot объясняется некорректной работой программы nucplot:
"In some cases, the graph-matching algorithm of HBADD fails and some of the atom-name mappings between the PDB file and the HET Group Dictionary are missed. This flaw will be rectified soon." Согласно результатам nucplot, взятым из файла 1tro_old.bond, аминокислотный остаток с наибольшим числом контактов - это например ARG69:

ARG A   69    NH1      G I    2    N7    2.93
ARG A   69    NH2      G I    2    O6    2.99

Но более ключевым остатком для взаимодействия с ДНК является GLN68, так как он один образует водородные связи с разными азотистыми основаниями:

GLN A   68    N        G I    2    O2P   2.99
GLN A   68    NE2      T I    3    O2P   2.77

На рисунке ниже приведено взаимодействие GLN68 с ДНК. ДНК раскрашена по цвеам атомов, аминокислота покрашена в желтый цвет, остальное - белое.

Взаимодействие GLN68 с ДНК