На главную

Исследование ДНК-белковых взаимодействий в структуре комплекса транскрипционного регулятора CRP_Ecoli и фрагмента ДНК

Краткое описание структуры в файле 1ZRC.pdb

В файле приведены координаты атомов следующих молекул
• 2 фрагмента ДНК из цепей W и комплементарной ей цепи X и Y с комплементарной ей цепью Z.
• 2 идентичные молекулы активатора гена катаболизма. Цепи A и B. Белок выделен из организма ESCHERICHIA COLI. Для работы взята цепь B.


Так как цепь ДНК представляет собой палиндромный сайт с разрывом структуры посередине, цепи W, Y идентичны, так же как и X, Z. Поэтому для исследования были выбраны цепь В белка и цепи Z, Y, представляющие ДНК со следующей последовательностью:


цепь Y [-8]   5'- ATTTCGAAAAATGTGAT - 3'  [9]                                    
                  |||||||||||||||||
цепь Z [-8]   3'- TAAAGCTTTTTACACTAGATC - 5' [13]

где -8 - номер первых нуклеотидов, 9 и 13 - номера последних нуклеотидов.


Функция белка, структура которого представлена в файле 1ZRC.pdb

Исследование структуры ДНК

С помощью программы analyze определено, что ДНК находится в В-форме.
Определены средние значения торсионных углов для внутренних нуклеотидов (для всех, кроме краевых). Самый "кривой" нуклеотид со значениями торсионных углов, наиболее отклоняющимися от средних выделен желтым цветом в файле Excel

Исследование природы ДНК-белковых контактов

Будем считать полярными атомы кислорода и азота, а неполярными - атомы углерода, фосфора и серы. Назовем полярным контактом ситуацию, в которой расстояние между полярным атомом белка и полярным атомом ДНК меньше 3.5A. Аналогично, неполярным контактом будем считать пару неполярных атомов на расстоянии меньше 4.5A.

Таблица. Контакты разного типа в комплексе 1ZRC.pdb

Контакты атомов белка с	Полярные	Неполярные	Всего
остатками 2'-дезоксирибозы	2	13	15
остатками фосфорной кислоты	18	37	55
остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки	12	25	37
остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки	0	9	9


Все необходимые множества атомов заданы в скрипте. При поиске контактов использовался старый формат PDB.

Получение популярной схемы ДНК-белковых контактов с помощью nucplot

C помощью команды "nucplot 1ZRC_old.pdb" я получила следующие изображения ДНК-белковых контактов:







Анализ ДНК-белковых контактов с помощью программы WHATIF.

Так как белок является димером, а сайт его связывания - четным палиндромом, то здесь и далее будут иметься ввиду контакты цепи :A белка с цепями :X,:W ДНК.
Последовательность ДНК (цепи X,W), в файле 1ZRC: [-8] 5' - ATTTCGAA|AAATGTGAT - 3' [9] [-6] 3'- AAGCTT|TTTACACTAGATC- 5'. [12] Сайт является консенсусным и не совпадает полностью ни с одним сайтом из нашей выборки. Анализ с помощью программы WHATIF показывает, что аминокислотные остатки белка Crp_ecoli участвуют в пяти типах контактов. Это B-B, B-P, S-P, S-B и S-Z контакты, где B - остов (backbone), S - боковая цепь, P - плоскость основания НК(?), Z - остаток дезоксирибозы.
Всего в 46 различных контактах (32 различных пары а.о.- н.о.) участвуют 15 аминокислотных остатка и 16 нуклеотидов.
Ниже в виде диаграммы показано количество а.о., участвующих в различных типах контактов:


Также с помощью программы RasMol используя скрипт можно посмотреть "множества" этих а.о.
Из всех пар, содержащих пять а. о., участвующих в контактах S-P ( GLN (170); SER (179); ARG (180); GLU (181); ARG (185)) хорошо скоррелированной является только пара ARG (180) - GUA (5:W), на третьем месте по скоррелированности пара GLU (181) - THY (6:W).

---

©Десислава Митева, 2007