Практикум 3

Задание 1. Предсказание вторичной структуры заданной тРНК

В ходе работы при помощи программы einverted из пакета EMBOSS были найдены возможные комплементарные участки в последовательности исследуемой тРНК.

Для получения предсказания, наиболее близкого к реальной структуре, были подобраны следующие параметры:

Gap penalty: 12
Minimum score threshold: 10
Match score: 3
Mismatch score: -3

Полученная команда:

! einverted -sequence 1G59.seq -gap 12 -threshold 10 -match 3 -mismatch -3 -outfile outfile2_1G59 -outseq seqout2_1G59

Файл с предсказаннами программой einverted координатами стеблей тРНК: outfile2_1G59

Результаты сравнения трех предсказаний вторичной структуры заданной РНК (1G59) представлены в таблице.

Участок структуры	Позиции в структуре (по результатам find_pair)	Результаты прогнозирования с помощью einverted	Результаты прогнозирования по алгоритму Зукера
Акцепторный стебель	5' - 1-7 - 3' 5' - 66-72 - 3'	-	5' - 1-7 - 3' 5' - 66-72 - 3'
D-стебель	5' - 10-13 - 3' 5' - 22-25 - 3'	-	5' - 9-13 - 3' 5' - 22-26 - 3'
T-стебель	5'-49-53 - 3' 5' - 61-65 - 3'	-	5' - 48-52 - 3' 5' - 60-64 - 3'
Антикодоновый стебель	5' - 26-32 - 3' 5' - 38-44 - 3'	-	5' -27-31 - 3' 5' - 39-43 - 3'
Общее число канонических пар нуклеотидов	23	17	22

Таблица 1. Реальная и предсказанная структура тРНКиз файла 1G59.pdb

Задание 2. Поиск ДНК-белковых контактов в заданной структуре

Упражнение 1

Для анализа был выбран комплекс ДНК и белка 1DDN.

При помощи PyMOL были выделены: множество атомов кислорода 2'-дезоксирибозы (set1), множество атомов кислорода в остатке фосфорной кислоты (set2), множество атомов азота в азотистых основаниях (set3).

Скрипт, позволяющий увидеть последовательное изображение всей структуры в ленточной модели, затем только ДНК в проволочной модели, а после той же модели, но с выделенными шариками множеством атомов set1, set2 и set3, был создан PyMOL script

Упражнение 2

В ходе работы были найден и описаны ДНК-белковые контакты в заданной структуре 1DDN. Результаты представлены в таблице 2.

Контакты атомов белка с	Полярные	Неполярные	Всего
остатками 2'-дезоксирибозы	7	32	39
остатками фосфорной кислоты	41	59	100
остатками азотистых оснований со стороны большой борозды	6	19	25
остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки	0	0	0

Таблица 1. Контакты разного типа в комплексе 1DDN

Из таблицы видно, что в рассматриваемой структуре доминируют гидрофобные контакты, также количество контактов белка с остатками фосфорной кислоты в несколько раз превышает остальные. В малой бороздке контакты отсутсвуют.

Упражнение 3

При помощи программы nucplot была получена схема ДНК-белковых контактов.

Упражнение 4

Среди взаимодействуйщих аминокислотных остатков наибольшее число связей с ДНК имеет аргинин в позиции 29, на D цепи белка (Arg29(D)). Он образует три связи с фосфатной группой, находящейся между 304 и 305 нуклеотидом E цепи ДНК.

Мне кажется, что глутамин в позиции 43 на С-цепи белка (GLN43(C)) играет важную роль во взаимодействии белка с ДНК, поскольку он глубоко погружен в ДНК и связан одновременно с двумя азотистыми основаниями (цитозин-316 и тимин-317)