| Главная | Семестры | Обо мне | Ссылки |
|---|
Комплексы ДНК-белок
Предсказание вторичной структуры заданной тРНК
Предсказание вторичной структуры тРНК путем поиска инвертированных повторов
Программа einverted из пакета EMBOSS позволяет найти инвертированные участки в нуклеотидных последовательностях.
На вход ей требуется название файла в формате .fasta. Команда:
einverted 1C0A.fasta
При значении "Minimum score threshold", равном 50 (по умолчанию), ничего найдено не было. Поэтому порог был уменьшен до 12, обнаружилось 2 участка.
Результат работы einverted представлен в файле sequence.inv (загрузить). Были найдены два из четырех стебля: акцепторный и антикодоновый.
Предсказание вторичной структуры тРНК по алгоритму Зукера
Программа mfold из пакета EMBOSS реализует алгоритм Зукера. Дополнительные опции: P=15, выдача результата в файле .PDF. Результат работы mfold показан на рис. 1.
Рис. 1. Вторичная структура тРНК, предсказанная алгоритмом Зукера
Сравним предсказания структур заданной тРНК программами find_pair, с которой работали в прошлом практикуме, а также einverted и mfold. Информация сведена в таблицу 1.
Таблица 1. Реальная и предсказанная вторичная структура тРНК из файла 1C0A.pdb
| Участок структуры | Позиции в структуре (по результатам find_pair) | Результаты предсказания с помощью einverted | Результаты предсказания по алгоритму Зукера |
|---|---|---|---|
| Акцепторный стебель | 5'-601-607-3'; 5'-666-672-3'; всего 7 пар, 6 канонических | предсказано 6 пар из 7 реальных | 7 пар, из них 6 канонических |
| D-стебель | 5'-610-613-3'; 5'-622-625-3'; всего 4 пары, 3 канонических | не найден | 4 пары, из них 3 канонических |
| T-стебель | 5'-649-653-3'; 5'-661-665-3'; всего 5 пар, 4 канонических | не найден | 5 пар, из них 4 канонических |
| Антикодоновый стебель | 5'-638-644-3'; 5'-626-632-3'; всего 7 пар, 5 канонических | предсказано 5 пар из 7 реальных | 8 пар, из них 7 канонических |
| Общее число канонических пар нуклеотидов | 18 | 13 | 20 |
Поиск ДНК-белковых контактов в заданной структуре
Скрипт Jmol DNA.spt выдает последовательное изображение:
- всей структуры;
- только ДНК в проволочной модели;
- ДНК с выделенным множеством атомов кислорода 2'-дезоксирибозы (set1);
- ДНК с выделенным множеством set1 и множеством атомов кислорода в остатке фосфорной кислоты (set2);
- ДНК с выделенным множеством set1, set2 и множеством атомов азота в азотистых основаниях (set3).
В структуре 1LQ1.pdb есть ДНК-белковые контакты различной природы. Они описаны в таблице 2. Назовем полярным контактом ситуацию, в которой расстояние между полярным атомом белка и полярным атомом ДНК меньше 3.5Å. Аналогично, неполярным контактом будем считать пару неполярных атомов на расстоянии меньше 4.5Å. Вспомогательный скрипт Jmol для поиска белковых контактов: DNA2.spt.
Таблица 2. Контакты разного типа в комплексе 1LQ1.pdb
| Контакты атомов белка с | Полярные | Неполярные | Всего |
|---|---|---|---|
| остатками 2'-дезоксирибозы | 22 | 150 | 172 |
| остатками фосфорной кислоты | 255 | 203 | 458 |
| остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки | 95 | 138 | 233 |
| остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки | 0 | 45 | 45 |
Из таблицы 2 можно сделать вывод, что неполярных контактов в данной структуре больше. В основном белок взаимодействует с остатками фосфорной кислоты и с остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки. Наименьшее число контактов - с остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки. Возможно, размеры малой бороздки не позволяют молекуле белка проникнуть вглубь нее.
Программа nucplot предназначена для визуализации контактов между ДНК и белком. Для получения изображения была выполнена команда
nucplot 1LQ1_old.pdb
Результат работы nucplot: файл в формате .ps (загрузить), из него получены изображения 1, 2, 3, 4. Третья картинка показана на рис. 2.
Рис. 2. Контакты ДНК-белок в структуре 1LQ1.pdb. Получено с помощью nucplot
Наибольшее число контактов с ДНК (4) образует аминокислотный остаток His218(B). Его атомы вступают в ван-дер-ваальсовы взаимодействия с атомами фосфатной группы и азотистого основания DT15. Аминокислотный остаток, его связи и расстояния между взаимодействующими атомами показаны на рис. 3.
Рис. 3. Контакты His218(B) с ДНК
Мне кажется, наиболее важный остаток белка, который распознает последовательность ДНК, это Arg217(A). Его изображение - на рис. 4. Гуанидо-группа аргинина образует стекинг-взаимодействие с азотистыми основаниями DC123 и DG124.
Рис. 4. Взаимодействие Arg217(A) с ДНК