|
|
Компьютерное моделирование третичной структуры белка EcoS7 позволяет ответить на следующий вопрос - как использовать данные, полученные РСА для термофильных рибосом для рибосом E.coli. Эксперименты in silico были призваны выяснить возможность решения следующей дилеммы: все существующие на сегодня биохимические и генетические данные получены, в основном, для клеток E. coli, а структурные данные имеются для рибосом T. thermophilus. Отсутствие гомологий в первичных структурах между рибосомными компонентами в ряде случаев достаточно ощутимы, что не позволяет проводить прямую экстраполяцию данных. Одним из возможных решений дилеммы для изучения РНК-белкового узнавания может быть замена мезофильного и термофильного белков в комплексах с РНК E. coli.
Первым этапом работы было выявление контактной зоны между Tth16S рРНК и белком TthS7. Для E. coli Л. Браки-Жингра с сотр. делеционным анализом найден фрагмент Eco16S рРНК, сохраняющий способность взаимодействовать c белком EcoS7 (рис. 1).
|
Рис. 1. Третичная структура комплекса белка TthS7 и Tth16S рРНК в составе Tth30S.
|
|
|
Вторым этапом было компьютерное аннотационное описание зоны контакта белка TthS7 с Tth16S рРНК в структуре Tth30S по данным РСА Рамакришнана и сотр. (PDB 1FJF). Зону РНК-белковых контактов анализировали с помощью программы Swiss PDB Viewer, выявляя аминокислоты TthS7, удаленные от Tth 16S рРНК на расстоянии от 2,5 до 3,5 с шагом 0,5 . Результаты анализа приведены в таблице 1.
Следующим этапом было моделирование третичной структуры белка EcoS7 на основании анализа трех структур S7, решенных методом РСА: BstS7, TthS7 и его же в составе Tth30S (рис. 2).
Первым шагом для решения этой задачи было сравнение всех известных на сегодня первичных структур белков-гомологов. В базе аннотированных аминокислотных последовательностей белков SWISS-PROT было обнаружено 47 последовательностей белков S7, для которых проведено множественное выравнивание с помощью программы GCG (Omiga trial version). Общая гомология всех белков достигает 50%. При наложении третичных структур BstS7 и TthS7 с помощью программы Swiss pdb Viewer, оказалось, что белки обладают схожей структурой. При сравнении структуры белка TthS7 в свободном состоянии и в составе рибосомы и белка BstS7 выявились их различия: разница наблюдается в конформации бета-шпильки и удлиненном неструктурированном N-конце белка. В составе субчастицы N-конец TthS7 зафиксирован.
На основе такого сравнительного анализа было проведено моделирование третичной структуры белка EcoS7. Для этого выбран пакет программ SWISS-MODEL. Сравнение полученной модели структуры TthS7 с известными белками-аналогами приведено на рис. 2.
   
Модель EcoS7 оказалась наиболее близка структуре TthS7 в составе Tth30S. В настоящее время неясно, является ли это совпадение функционально значимым.
Метод компьютерного молекулярного моделирования для белка EcoS7 с помощью пакета программ SWISS-MODEL дает возможность анализа биохимической информации, а также прогноза для последующих биохимических экспериментов по изучению РНК-белкового узнавания.
Моделирование структуры гетерологичного комплекса белка EcoS7 с Tth16S рРНК состояло в следующем. На структуру комплекса TthS7 - фрагмент Tth 16S рРНК, экстрагированного из структуры Tth30S (рис. 1) с помощью программы SWISS pdb Viewer накладывали полученную модель структуры EcoS7, после чего оба белка совмещали по полипептидному остову и белок TthS7 удаляли
|