1. Анализ торсионных углов

2. Краткое описание структуры в файле 1QU2.pdb

В файле приведены координаты атомов следующих молекул из Staphylococcus aurensis: изолейцил-тРНК и изолейцил-тРНК синтетазы, всего 2 молекулы.

Для исследования была выбрана цепь T, представляющая изолейцил-тРНК со следующей последовательностью:

[1] 5' G G G C U U G U A G C U C A G G U G G U U A G A G C G C A C C C C U G A U A A G G G U G A G G U C G G U G G U U C A A G U C C A C U C A G G C C C A C 3' [74]

1 и 74 - номера первого и последнего нуклеотидов.

Hа 3'-конце последовательности находится триплет CAC, приведены координаты его атомов.

3. Исследование вторичной структуры

С помощью программы find_pair пакета 3DNA были определены возможные водородные связи между азотистыми основаниями.

выходной файл

В соответствии с полученными данными
акцепторный стебель состоит из участка 1-7 и комплементарного ему участка 66-72
Т-стебель: 49-53 и 61-65
D-стебель: 10-13 и 22-25
антикодоновый стебель: 38-44 и 26-32

Вторичная структура изолейцил-тРНК из Staphylococcus aurensis.

Акцепторный стебель выделен красным, Т-стебель - зеленым, D-стебель - синим, антикодоновый - оранжевым.

Антикодон в антикодоновой петле составляют остатки 34-36 (GAU), что соответствует AUC кодону мРНК, который кодирует изолейцин. На рисунке нуклеотиды антикодона показаны в шарнирной модели.

Скрипт для получения изображения:

restrict none
refresh
background white
center rna
select all
label off
color grey
backbone 50
select 1-7, 66-72
color red
select 3 and *.P
label ---------------acceptor stem
select 49-53, 61-65
color green
select 52 and *.P
label ---------------T-stem
select 38-44, 26-32
color orange
select 41 and *.P
label ---------------anticodon stem
select 10-13, 22-25
color blue
select 12 and *.P
label -----------------------D-stem
select 34-36
color cpk
spacefill 100
wireframe 30
select 34 and *.P
label ---------------G 34
select 35 and *.P
label ---------------A 35
select 36 and *.P
label ---------------U 36
refresh

Структуру тРНК содержит 30 пар оснований, из низ 10 - не Уотсон-Криковские.

Структуру стеблевых дуплексов поддерживают 19 канонических и 4 неканонических пар оснований.

Неканоническая пара G26 - A44

Дополнительные сведения:

Вариабельная петля присутствует (45-48), остаток тимидина в Т-петле и остаток дигидроуридина в D-петле отсутствуют.

3. Исследование третичной структуры

Cтекинг-взаимодействия между основаниями конца акцепторно стебля и начала Т-стебля.

Суммарная площадь перекрвания = 2,87 Ų, однако, площадь перекрывания атомов гетероциклов = 0,32 Ų

Cтекинг-взаимодействия между антикодоновым и D-стеблем.

Суммарная площадь перекрвания = 1,56 Ų, однако, площадь перекрывания атомов гетероциклов = 0,11 Ų

Дополнительные водородные связи между основаниями D- и Т-петель.

T-петля: 49-65

D-петля: 10-25

U55 - G18 - неканоническая пара, G19 - C56 - Уотсон-Криковская пара.

4. Предсказание вторичной структуры тРНК

Участок структуры	Позиции в структуре (по результатам find_pair)	Результаты предсказания с помощью einverted	Результаты предсказания по алгоритму Зукера mfold
Акцепторный стебель	5' 1-7 3' 5' 66-72 3' Всего 7 пар	предсказано 7 пар из 7 реальных	предсказано 7 пар из 7 реальных
D-стебель	5' 10-13 3' 5' 22-25 3' Всего 4 пары	предсказано 0 пар	предсказано 4 пар из 4 реальных
T-стебель	5' 49-53 3' 5' 61-65 3' Всего 5 пар	предсказано 0 пар	предсказано 5 пар из 5 реальных
Антикодоновый стебель	5' 38-44 3' 5' 26-32 3' Всего 7 пар	предсказано 7 пар из 7 реальных	предсказано 5 пар из 7 реальных
Общее число канонических пар нуклеотидов	19	11, предсказаны все канонические пары антикодонового и акцепторных стеблей	19, предсказаны все канонические пары

Программа einverted нашла все пары акцепторного стебля только при положительном значении mismatch (gap - 0, min threshold - 0, match - 5, mismatch - 1), все пары антикодонового - при увеличении штрафа за гэп (gap - 12, min threshold - 0, match - 5, mismatch - 1). При подборе параметров я сначала опустила порог, потом пробовала разные варианты со снижением штрафа за гэп и несовпадение оснований(так как в структуре были неканонические пары).

Программа mfold при увеличении параметра P(отличие структуры по энергии от оптимальной) до 15% выдала 7 структур, 2ая из которых представлена ниже. Эта структура предсказывет все пары, кроме двух неканонических пар антикодонового стебля.

Программа mfold лучше приспособлена для данной задачи и не требует пляски с бубном при подборе параметров.