Комплексы ДНК-белок

Предсказание вторичной структуры заданной тРНК

Результат работы программы einverted файл rcsb_pdb_1n78.inv при threshold: 10; Gap penalty: 12; Match score: 3; Mismatch score:-3.
: Score 15: 7/9 ( 77%) matches, 0 gaps
1 ggccccatc 9
|||| | ||
31 ccggcgcag 23

: Score 15: 10/15 ( 66%) matches, 0 gaps
34 ctcaaggccgaaacg 48
| | ||| ||| ||
69 ggggtcccccttagc 55

Программа RNAfold из пакета Viena Rna Package реализует алгоритм Зукера. Использовав команду, были получены файлы с предсказанием наиболее близким к реальной структуре.
yuri@kodomo:~/term3/block1/pr3$ cat rcsb_pdb_1N78.fasta | RNAfold --MEA --noClosingGU
>1N78_1|Chains A[auth C], B[auth D]|tRNA(Glu)|null
GGCCCCAUCGUCUAGCGGUUAGGACGCGGCCCUCUCAAGGCCGAAACGGGGGUUCGAUUCCCCCUGGGGUCACCA
(((((((.((((..........))))(((((.......)))))....(((((.......)))))))))))).... (-33.20)
(((((((.(((({{.....,}.})))(((((.......)))))....(((((.......)))))))))))).... [-34.31]
(((((((.(((((.......).))))(((((.......)))))....(((((.......)))))))))))).... {-31.30 d=3.59}
(((((((.(((((.......).))))(((((.......)))))....(((((.......)))))))))))).... {-31.30 MEA=68.80}
frequency of mfe structure in ensemble 0.164582; ensemble diversity 5.23

Рисунок.1 Предсказанная структура тРНК
Участок структурыПозиции в структуре (по результатам find_pair)Результаты предсказания с помощью einvertedРезультаты предсказания по алгоритму Зукера
Акцепторный стебель5'-1-7-3'
3'-66-72-5'
07/7
D-стебель5'-10-13-3'
3'-22-25-5'
-4/4
T-стебель5'-49-53-3'
3'-61-65-5'
-5/5
Антикодоновый стебель5'-38-44-3'
3'-26-32-5'
05/7
Общее число канонических пар нуклеотидов23021

Строго говоря, программа einverted не смогла предсказать ни одной пары взаимодействий азотистых оснований в данной РНК.
По данным из таблицы видно, что алгоритм Зукера намного точнее предсказывает структуру РНК, чем программа einverted, однако он не учитывает неканонические взаимодействия азотистых оснований, это приводит к небольшим отклонениям модели от реальной структуры.

Поиск ДНК-белковых контактов в заданной структуре

Скрипт апплета находится по ссылке.
Скрипт для определения контактов атомов белка можно увидеть по ссылке.

Контакты атомов белка сПолярныеНеполярныеВсего
остатками 2'-дезоксирибозы127082
остатками фосфорной кислоты212748
остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки01616
остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки9716

Из результатов, приведенных в таблице, видно, что контактов с остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки столько же, сколько и со стороны малой бороздки.
Также видно, что неполярных контктов значительно больше, чем полярных.

Взаимодействия остатков белка с ДНК

С помощью команды nucplot было получено изображение контактов белка с ДНК.

Arg 168 и Asn 175 - аминокислотные остатки с наибольшим числом указанных на схеме контактов с ДНК. Оба аминокислотных остатка имею 4 контакта с ДНК в данном комплексе.

Рис.4 Контакты Arg 168 и DA48, DA49
Ser176 аминокислотный остаток наиболее важный для распознавания последовательности ДНК, так как Ser176 присоединен сразу к двум азотистым основаниям, Аденину и Цитозину.

Рис.5 Связь Ser176 с азотистыми основаниями