Исследование белок-нуклеиновых контактов.
Заданный мне файл PDB с id 1B01 скопировал с сайта PDB, а биологической единицы предложенного мне комплекса на сайте Macromolecular Structure Database EBI не оказалось.
Результат поиска по PDB-идентификатору 1B01 - эта страница.
Исследование контактов между молекулами белка и нуклеиновой кислоты.
ДНК, содержащаяся в файле, полученным мной, выглядела странно:
Как оказалось, в файле содержалось две цепи ДНК, E и F.
Поэтому я вручную удалил цепь F.
Таблица. Контакты разного типа в комплексе 1B01.
| |
Полярные |
Гидрофобные |
Всего |
| Контакты белка с ... |
|
|
|
| ... остатками 2'-дезоксирибозы |
1 |
1 |
2 |
| ... остатками фосфорной кислоты |
19 |
1 |
20 |
| ... остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки |
9 |
7 |
16 |
| ... остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки |
0 |
0 |
0 |
Выполнил в RasMol скрипт P:\y05\Term3\dna.def описывающий три нужных мне множества:
base - все атомы оснований ДНК (эквивалентно dna and not backbone)
mjg - атомы оснований ДНК, обращенные в большую бороздку ("major groove")
mig - атомы оснований ДНК, обращенные в малую бороздку ("minor groove")
Использованные команды RasMol:
select within(3.5, *.O?* and dna) and polar
select within(4.5, *.C?* and dna) and hydrophobic
select within(3.5, *.O?P and dna) and polar
select within(4.5, *.P and dna) and hydrophobic
select within(3.5, (oxygen, nitrogen) and mjg and base) and polar
select within(4.5, carbon and mjg and base) and hydrophobic
select within(3.5, (oxygen, nitrogen) and mig and base) and polar
select within(4.5, carbon and mig and base) and hydrophobic
Наибольшее количество контактов белка наблюдается с остатками фосфорной кислоты. Это закономерное явление, так как эти контакты несут функции поддерживания неустойчивой молекулы ДНК.
Следующие по числу контактов взаимодействия белка с основаниями большой бороздки. Именно эти контакты являются специфичными,
так как большая бороздка достаточно широка для них и к тому же узнается определенным участком белка последовательности ДРНК. Контакты с остатками 2'-дезоксирибозы также несут функции поддерживания.
Интересно, что совсем нет контактов с остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки. Это происходит потому, что малая бороздка достаточно узка и в то же время глубока, делая невозможным
взаимодействие белка с атомами обращенными в нее.
Поиск специфических контактов, обеспечивающих узнавание сайта в молекуле ДНК.
Чтобы найти аминокилостные остатки, отвечающие за специфичность узнавания белком ДНК выделил атомы азотистых оснований,
взаимодействующие с белком со стороный большой бороздки (так как таковых нет со стороны малой бороздки).
Использовал скрипт:
script P:\y05\Term3\dna.def
select within(3.5, (oxygen, nitrogen) and mjg and base) and polar
cpk 200
color white
pause
select within(4.5, carbon and mjg and base) and hydrophobic
cpk 200
color red
Выбрал из них четвертый аргинин из цепи B. С молекулой ДНК взаимодествет следующий атом аргинина 4: NH2 373.
Изображение контакта атомa NH2 373 с атомом O6;a 734, пренадлежащему основанию G 104 chain E:
Скрипт, ипользованный для получения изображения:
background [255,228,181]
restrict arg4:b
wireframe 100
select atomno=373
cpk 200
color label black
label NH2 ARG4 Chain B
select atomno=743
cpk 200
label O6 G 104 Chain E
select g104
wireframe 100
select all
set fontsize 9
Описание функций исследованного белка.
Заданный мне белок (COPG_STRAG) - транскрипционный репрессор CopG из Streptococcus agalactiae. Этот белок - самый маленький транскрипционный репрессор, встречающийся в
природе. Он был выделен как гомодимер, состоящий из 2ух субединиц по 45 аминокислот. Связываясь с copG-repAB промотером, белок подавляет свой
собственный синтез так же как и синтез белка RepB. В результате взаимодействия ДНК сгибается на 60 градусов, отклоняясь от направления четырех последовательных поворотов.
Связывание ДНК может препятствовать сявязыванию с РНК-полимеразой. Таким образом, связываясь с repAB-промотером CopG контролирует синтез
инициатора репликации плазмид, белка repB. Основная функция белка CopG - управлять количеством копий плазмид.
Описание соответствующего ДНК-связывающего домена в Pfam:
В белке один домен RHH_1(AC PF01402).
Семейство CopG, также известное как RepA, ответственно за регуляцию количества
копий плазмид. Они связываются с repAB-промотером и контролируют синтез инициатора
репликации плазмид - белка repB. Многие бактериальные белки - регуляторы транскрипции
связывают ДНК через "спираль-поворот-спираль"-мотив, однако семейство CopG отражает
полостью определенную HTH-мотиф структуру, которая включает в себя не связывание ДНК,
а поддержание.
Воспользовавшись выравниванием из Pfam можно сказать, что выбранный мной четвертый аргинин не является консервативным.
Построение схемы контактов белка с ДНК.
Изображение, построенное программой nucplot, предназначенной для визуализации контактов между ДНК и белком:
Из схемы видно, что 9 аминокислот связаны с ДНК водородными связями.
Только 4 из них могут отвечать за специфичность узнавания белком ДНК, поскольку они связаны с азотистыми основаниями. Остальные 5 - с остатком фосфорной кислоты.
Как оказалось, мое предположение было верным, контакт аргинина 4 из цепи B и гуанина 104 из цепи E действительно специфический контакт.
На схеме изображены 9 контактов белка с остатками фосфорной кислоты, в таблице их было 20. Контактов белка с остатками 2'-дезоксирибозы на схеме нет.
На главную страницу третьего семестра
На главную страницу
©Белошистов Роман