Комплексы ДНК-белок

Задание 1. Поиск ДНК-белковых контактов в заданной структуре

Упр.1 Вспомним, как с помощью команды define JMol задавать множества атомов:

• множество атомов кислорода 2'-дезоксирибозы(set1)
• множество атомов кислорода в остатке фосфорной кислоты (set2)
• множество атомов азота в азотистых основаниях (set3)

Скрипт можно посмотреть тут.

Упр.2 Опишем ДНК-белковые контакты в структуре 1MHD.pdb. Сравниим количество контактов разной природы.

Будем считать полярными атомы кислорода и азота, а неполярными атомы углерода, фосфора и серы. Назовем полярным контактом ситуацию, в которой расстояние между полярным атомом белка и полярным атомом ДНК меньше 3.5 А. Аналогично, неполярным контактом будем считать пару неполярных атомов на расстоянии 4.5 А. Найденные атомы можно увидеть на рисунке 1. Результаты приведены в таблице:

Рис. 1.

Упр.3

Получим изображение (рис. 2 и 3) с помощью команды:

nucplot 1MHD_old.pdb (1MHD_old.pdb уже получен с помощью команды: remediator --old "1MHD.pdb" > "1MHD_old.pdb")

Рис. 2-3. Схема ДНК-белковых контактов полученная с помощью программы nucplot.

Упр.4. На полученной схеме выберем:

1. аминокислотный остаток с наибольшим числом указанных на схеме контактов с ДНК, таким является Arg74, он связан с G2004 NH2 и NH1 (рис. 4)

Рис. 4. Контакт Gly74 c G2004.

2. аминокислотный остаток наиболее важный для распознавания последовательности ДНК - Глутамин 76 (он наиболее важен по моему мнению, потому что на схеме 2 показана связь не с сахарофосфатным остовом, а с самим азотистым основанием, и, как видно на рис. 5, глутамин четко лежит в бороздке ДНК, что свидетельствует о том, что это контакт высоко специфичен).

Рис. 5. Контакт Gln76 с A2008.

Задание 2. Предсказание вторичной структуры заданной тРНК

Упр.1 Предсказание вторичной структуры тРНК путем поиска инвертированных повторов:

Программа einverted из пакета EMBOSS позволяет найти инвертированные участки в нуклеотидных последовательностях. Найдем возможные комплементарные участки в последовательности исследуемой тРНК. Сравним с их описанием, полученным ранее с помощью find_pair. Результаты сравнения можно посмотреть в таблице, приведенной ниже. Постараемся подобрать параметры для получения предсказания, наиболее близкого к реальной структуре.

Пользуемся командой:

einverted 1H4S.fasta

Использованные параметры и полученный файл:

• Gap penalty: 12
• Minimum score threshold: 0
• Match score: 3
• Mismatch score: -2
• Файл: seq1.inv

Упр.2 Предсказание вторичной структуры тРНК по алгоритму Зукера.

Программа mfold из пакета EMBOSS реализует алгоритм Зукера. Получим 6 предполагаемых структуру из них выберем 1 наиболее близкую к реальной (Рис. 6).

Рис. 6.

Структуру РНК из JMol можно увидеть на рис. 7-9.

Рис. 7-9. 1H4S тРНК. Акцепторый стебель окрашен белым, D-стебель - зеленым, T-стебель - желтым, антикодоновый - синим, а антикодоновый триплет оранжевым.

(5')4-7(3')
(5')66-69(3')
4 пары

предсказано 0 пар
    

предсказано 0 пар (смещение на 1 основание)
    

(5')10-13(3')
(5')22-25(3')
4 пары
    

предсказано 0 пар
    

предсказано 0 пар (смещение на 1 основание)
    

(5')49-54(3')
(5')58,61-65(3')
6 пар
    

предсказано 0 пар
    

предсказано 0 пар
    

(5')28-34(3')
(5')38-44(3')
7 пар
    

предсказано 0 пар
    

предсказаны все 7 пар!
    

23
    

19
    

21