Структура тРНК 1b23

Анализ PDB-файла

В таблице найден PDB-код. Из банка скачан соответствующий PDB-файл - 1b23. Что содержится в этом файле:

• PDB-код: 1b23
• В файле описана Цистеиновая тРНК
• Организм-"источник": ESCHERICHIA COLI.
• тРНК (76-MER); идентификатор цепи тРНК: цепь R
• Помимо цепи тРНК, в PDB-файле также содержится фактор элонгации из организма THERMUS AQUATICUS, цепь Р.

Последовательность тРНК:

Последовательность тРНК:

Определена последовательность тРНК (всего 76 нуклеотидов; 5'-3'):

G G C G C G U 4SU A A C A A A G C G G H2U H2U A U G U A G C G G A PSU U G C A MIA A PSU C C G U C U A G U C C G G 5MU PSU C G A C U C C G G A A C G C G C C U C C A

В состав тРНК входят модифицированные основания (выше - выделены жирным шрифтом):

Обозначение	Название
4SU	4-Тиоуридин-5'-монофосфат
H2U	5,6-дигидроуридин-5'-монофосфат
PSU	псевдоуридин-5'-монофосфат
5MU	5-Метилуридин-5'-монофосфат
MIA	неуказано

Kак пронумерована цепь РНК в PDB-записи: 1ый рибонуклеотид - гуанозин-5'-фосфат - номер 1; последний рибонуклеотид - аденозин-5'-фосфат - номер 76; вставок в нумерации нет; пропуски: 17 и 47 нуклеотиды.

Анализ структуры тРНК программой find_pair

find_pair -t 1b23.pdb 1b23.fp
 В выдаче получается 4 спирали: спираль 1 и спираль 2 (обе - длиной в 14 пар нуклеотидов; в первой - 2 не Уотсон-Криковских взаимодействия; во второй спирали таких взаимодействий 7 штук, 4 спираль (из одной пары) представляет собой такое взаимодействие); также выделены еще 2 "спирали" (длина = 1 пара нуклеотидов каждая спираль).

На последовательности тРНК разными цветами отмечены участки, входящие в разные спирали (спираль1, спираль2, спираль3, спираль4):



G G C G C G U 
4SU A
 A C A A A G C  GG
H2U H2U A 
U G U A G C G G A 
PSU U
G C
A
MIA A 
PSU C C G U C 
U A G U C C G G 5MU PSU
CGACU 
C C G G A A C G C G C C 
U C C A 


Исследование структуры с помощью программы RasMol
Работа в RasMol c 1b23.pdb: создание картинки, на которой была бы изображена только 
 цепь тРНК в остовной модели, найденные спирали покрашены в разные цвета, при атомах фосфора 5'-концевого и 3'-концевого нуклеотидов подписаны номера остатков. Тогда последовательность команд выглядит так:

restrict none
restrict rna and not hetero
backbone 100
color blue
select 1-7:R
color red
select 66-72:R
color red
select 10-12:R
color orange
select 23-25:R
color orange
select 26-31:R
color yellow
select 39-44:R
color yellow
select 49-53:R
color green
select 61-65:
color green
zoom 200
select g1.p
label 1
select a76.p
label 1
set fontsize 14
set fontstroke 2
color labels white





Анализ структуры

примеры внеспирального стекинг-взаимодействия между основаниями (сначала "красим"
   основания спиралей (с использованием скрипта rna.txt), затем - глазами ищем стекинг-взаимодействия у непокрашенных оснований).
  
Также были найдены водородные связи между основаниями, не сводящиеся к Уотсон-Криковскому спариванию комплементарных оснований (в скобках указаны номера оснований)
5MU(54)-A(58)

PSU(55)-G(18)

PSU(39)-A(31)

U(43)-G(27)

C(16)-C(59)

A(13)-A(9)



Спирали тРНК (спирали 1 и 2) похожи на А-форму ДНК: одинаковое число нуклеотидов на виток (11); сходное значение
   шага спирали; одинаковый тип спирали (правая); ширина большой бороздки меньше ширины малой бороздки.
   
О третьей и четвертой "спирали": find_pair определил 4 спирали в цепи тРНК; последняя - 3ья и 4я спираль - состоят всего лишь 
   из одной пары комплементарных нуклеотидов (правда, find_pair определяет ее как 1 изолированную пару нуклеотидов). Спиралью такую структуру назвать все же сложно.
   Очевидно, ее отнесение к отдельной спирали связано с особенностями алгоритма find_pair. 
   
Поиск возможных двуспиральных участков с помощью программы einverted

Работа с einverted: поиск инвертированных последовательностей в НК [поиск потенциальных двуспиральных участков внутри молекулы на основе созданных выравниваний с определенным весом]. Команда:
  
einverted 1b23.fasta
  
Параметры приняты по умолчанию, кроме параметра "Minimum score threshold", равного 15. Соответственно, возможные двуспиральные участки:
  




1b23: Score 24: 8/8 (100%) matches, 0 gaps
       1 ggcgcgtt 8       
         ||||||||
      70 ccgcgcaa 63      


Результаты поиска, на мой взгляд, нельзя назвать удачными. Вроде бы и определен участок потенциального двуспирального участка, соответствующий 1й спирали из find_pair, но это
 меньше, чем могло бы быть. возможное объяснение: при использовании einverted не учитываются модифицированные основания [так как это определено вводимой последовательностью]).

Предсказание структуры тРНК с помощью программы mfold
mfold SEQ=1sz1_e_mf.fasta P=15





На мой взгляд, это изображение структуры тРНК наиболее реалистично, оно было получено при параметре P равном 15 и оказалось 8 по счету.
дальнейшие увеличения параметра Р к хорошему результату не привели.




©Надя Шашина