Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://kodomo.cmm.msu.ru/~kathrine/doc/otchet.doc Дата изменения: Tue Oct 19 18:38:20 2004 Дата индексирования: Tue Oct 2 07:22:54 2012 Кодировка: koi8-r

Структура аспарагиновой тРНК из Escherichia coli

Автор: Мостовенко Екатерина


Аннотация - изучены вторичная и третичная структуры тРНК с pdb id 1il2

Ключевые слова - Aspartyl tRNA, 1il2, Escherichia coli

Введение: тРНК - это молекула РНК, отвечающая за транспорт аминокислот в
рибосому и включение их в белковый синтез, также тРНК играет важную роль в
экспрессии генов, обеспечивая перевод информации, записанной на мРНК в виде
последовательности кодонов, на язык аминокислотной последовательности
белков [1]. Известно, что тРНК имеет первичную, вторичную и третичную
структуры. Первичная структура представлена нуклеотидной
последовательностью, вторичная - в виде клеверного листа, третичная
структура складывается в L-образную форму. Цель данной работы - выявить
специфические контакты между азотистыми основаниями, позволяющие
поддерживать L-образную третичную структуру.

Результаты:
тРНК образует:
1 альфа-спираль: 901-907; 965(6)-971(2)
поворот 1: 908, 909
2 альфа-спираль: 910-912; 923-925
внутренняя петля: 913, 922
3 альфа-спираль: 914; 921
петля 1: 915-920
4 альфа-спираль: 926-931; 939-944
петля 2: 931-938
поворот 2: 945-948(9)
5 альфа-спираль: 949(50)-952(3); 960(1)-963(4)
петля 3: 953(4)-959(60)
поворот: 964(5)
Вторичная структура:

3`
A
|
C CCA-конец
|
C
|
G
5` |
U - A
| |
C - G
| |
C - G
| |
G - C Акцепторный стебель
| |
U - G
| |
G - C
| |
A - U Т-стебель
D-стебель U G
A C-C-C-C - U - U -A
G-H2U-A-A-PSU-U-U-G | | | |
A Т-петля
G | | | |
G-G-G-G-5MU-PSU-C
H2U-C-A - G - A- A-U 5MC
U
A Дополнительная петля
D-петля G
G - A
| |
G - C
| |
G - C
| | Антикодоновый стебель
C - G
| |
G - U
| |
C - G
PSU C
U 1MG
Антикодоновая петля
G C
U
Желтой заливкой на данной структуре обозначены неканонические пары,
взаимодействующие между собой.



Зеленой заливкой обозначены нестандартные основания
Таблица1. Список нестандартных оснований
|1MG |1N-METHYLGUANOSINE-5'-MONOPHOSPHATE |2(C11H16N5O8|
| | |P) |
|5MC |5-METHYLCYTIDINE-5'-MONOPHOSPHATE |2(C10H16N3O8|
| | |P) |
|5MU |5-METHYLURIDINE 5'-MONOPHOSPHATE |2(C10H15N2O9|
| | |P) |
|H2U |5,6-DIHYDROURIDINE-5'-MONOPHOSPHATE |4(C9H15N2O9P|
| | |) |
|PSU |PSEUDOURIDINE-5'-MONOPHOSPHATE |6(C9H13N2O9P|
| | |) |

Антикодон обозначен красным шрифтом
Нуклеотиды, обозначенные синим шрифтом, контактируют между собой, что
поддерживает стабильность L-образной третичной структуры:
Таблица2. Список нуклеотидных остатков, поддерживающих третичную структуру
|Первый азотистое |Второе азотистое|Тип контакта |
|основание |основание | |
|946, аденин |922, гуанин |2 некомплементарные |
| | |водородные связи |
|915, аденин |948, урацил |2 некомплементарные |
| | |водородные связи |
|918, гуанин |955, цитозин |3 некомплементарные |
| | |водородные связи |

Таблица3. Список водородных связей, поддерживающих третичную структуру:
|Контактирующие|Контактирующие|Расстояние |
|основания |атомы |между атомами |
|946A-922G |N6 - N7 |3.066е |
| |N1 - O6 |2.595 е |
|915A-948U |N6 - O2 |2.842 е |
| |N1 - N3 |2.799е |
|918G-955C |O6 - N4 |2.47е |
| |N1 - N3 |2.52 е |
| |N2 - O2 |2.56 е |

Вторичная структура, полученная при помощи алгоритма Зукера.

Обсуждение. L-образная форма тРНК поддерживается с помощью специфических
взаимодействий: не сводящиеся к комплементарности водородные связи,
неспиральные стэкинговые контакты (но в данной структуре таковых нет).При
этом D-стебель накладывается на T-стебель, поэтому третичная структура
получается в форме буквы L. Вторичная структура, полученная на основе
анализа 3D структуры в некоторых местах отличается от предсказания
вторичной структуры, полученного с помощью алгоритма Зукера. Это отличие
заключается в том, что алгоритм Зукера считает энергетически невыгодными
нестандартные взаимодействия, поэтому D-петля и дополнительная петля по
предсказанию немного длиннее; энергия неканонического взаимодействия выше
(2 водородные связи), чем отсутствие взаимодействия между этими азотистыми
основаниями, поэтому по предсказанию акцепторный стебель длинней на одну
пару оснований. Так как основная роль тРНК заключается в том, чтобы
доставлять активированные аминокислоты в рибосому и обеспечивать их
включение в синтезирующуюся белковую цепь выделяют две основные функции
тРНК: акцепторную - способность ковалентно связываться с аминокислотным
остатком и адапторную - способность распознавать триплет генетического
кода, соответствующий транспортируемой аминокислоте, поэтому существуют
специфические пары азотистых оснований, позволяющий каждой тРНК
распознавать «свою» аминокислоту. Эти специфические пары: антикодон, CCA-
конец (для рассматриваемой в этой работе структуры) и первые три пары
остатков.[1].

Сопроводительные материалы. В файле 1il2.scr содержится скриптовский файл
для Rasmol, позволяющий визуализировать основные элементы структуры тРНК
из PDB записи pdb1il2.ent

Материалы и методы

3D структура tRNA извлечена и записи 1il2 Protein Data Bank
(http://www.rcsb.org/pdb/cgi/explore.cgi?pid=60551096549937&pdbId=1IL2).
Комплементарность пар определена программой find_pair пакета 3DNA.
Результаты обработаны с помощью Word и RasMol.


Благодарности. Благодарю Головина А.В. и Алексеевского А.В. за ценные
советы, студентку Кузнецову А.Ю. за исправление орфографических ошибок в
тексте.

Литература
[1]. О.О.Фаворова, 1998. Строение транспортных РНК и их функция на первом
(предрибосомальном) этапе биосинтеза белков. Соросовский образовательный
журнал, ?11, 71-77 (http://www.pereplet.ru/nauka/Soros/pdf/9811_071.pdf)