Исследование ДНК-белковых взаимодействий в структуре комплекса цепи В белка С-ETS-1 и С и D цепей ДНК

Краткое описание структуры в файле 1mdm.pdb

В файле приведены координаты атомов следующих 4 молекул: 1.Специфический транскрипционный фактор B-клеток:цепь А Название организма: HOMO SAPIENS 2.Белок C-ETS-1: цепь B Название организма: MUS MUSCULUS 3.PAX5/ETS связывающий сайт с MB-1 промотером: цепь C, D Источник: синтезирована Для исследования были выбраны цепь B белка и все цепи ДНК, представляющие ДНК со следующей последовательностью:

цепь С [2] 5' -  tgccggagatgggctccagtggcct - 3' [26] 
                 |||||||||||||||||||||||||  
цепь D [26] 3' - acggcctatacccgaggtcaccgga  - 5' [2],
    

где 2 и 26 - номера первого и последнего нуклеотидов.


Функции белка, структура которого представлена в файле 1mdm.pdb

Белки: 1.Специфический транскрипционный фактор B-клеток Функции: Может играть важную роль в дифференциации B-клеток, также как в развитии нервной системы и сперматогенезе. Вовлечен в регуляцию гена cd19. Особенности: Связывает ДНК как мономер 2.Белок C-ETS-1: Функции: Фактор транскрипции Особенности: Связывается с DAXX. Взаимодействует с UBE2I 3.PAX5/ETS связывающий сайт с MB-1 промотером:

Исследование структуры ДНК

Использовали команду find_pair -t 1P47_old.pdb stdout | analyze.

Файл Excel с данными о торсионных углах. ДНК имеет тип формы - В (согласно данным 1mdm_old.out). Взаимодействие с белком изменяет стерическую форму молекулы ДНК. Наибольшие отклонения углов отмечены сиреневым цветои в файле Excel.

Исследование природы ДНК-белковых контактов

Таблица. Контакты разного типа в комплексе белка (цепь В) и ДНК (цепи С, D) записи 1mdm.pdb

Контакты атомов белка с	Полярные	Неполярные	Всего
остатками 2'-дезоксирибозы	3	13	16
остатками фосфорной кислоты	8	18	26
остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки	4	13	17
остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки	0	1	1

Видно, что полярных контактов больше, чем неполярных. Больше всего контактов с остатками фосфорной кислоты.

Скрипт my_dna.def, в котором определены множества атомов


Получение популярной схемы ДНК-белковых контактов с помощью nucplot

Для исследования были взяты цепь белка В, цепи ДНК - С, D. Использованная команда: nucplot 1mdm_old.pdb
В результате получили картинки:







Очень наглядно изображены взаимодействия, и видно, что взаимодействий с дезоксирибозой больше, чем с фосфатами, хотя числовые данные и не совпадают. Данный факт может быть объяснен с позиции, что у программы nucplot немного другой механизм распознавания взаимодействий, чем тот, которым мы руководствовались, работая с Rasmolом.

Возможный распознающий контакт

На роль распознающего контакта подходит взаимодействие с ARG 391 (номер в полной последовательности) цепи В и G 7 цепи C ДНК, при учете полной длины последовательности. Возможно образование водородной связи между атомом кислорода О6 гуанина и атомами водорода при аминогруппах аргинина (NЕ, NH2 - в записи PDB). Возможны и другие варианты.



Характеристика ДНК-связывающего домена ETS1_MOUSE



Согласно данным Interpro наш белок имеет домен ETS, который мы видели в Pfamе на картинке, он и является ДНК-связыавающим. Все соответствующие данные в таблице.

Source	Domain	Start	End
PfamA	SAM_PNT	53	136
PfamA	Ets	334	417

Домен ETS содержит много ароматических и отрицательно заряженных аминокислот. Этот домен, (erythroblast transformation specific domain ) -характерный домены белков-факторов транскрипции. вторичная структура домена содержит три альфа-спирали и бета-лист из четырех тяжей. Вместе эти структуры образуют характерную для ДНК-связывающих доменов структуру спираль-поворот-спираль (HTH - helix-turn-helix).