Занятие 3. Отчет "Исследование ДНК-белковых взаимодействий в структуре комплекса репликационного белка Е1 и фрагмента ДНК".

  1. Краткое описание структуры в файле 1KSX.pdb

    2. В файле 1KSX.pdb приведены координаты атомов следующих молекул:
    - REPLICATION PROTEIN E1(репликационный белок E1) (цепи A, B, E, F, I, J, M, N)
    - 2 фрагмента двойной цепи ДНК (цепи C, G, K, O)

    Организм: BOVINE PAPILLOMAVIRUS(Бычий папилловирус)

    Вследствие симметричности комплекса, для исследования были выбраны цепи I, J, M, N белка и цепи K и O, представляющие ДНК со следующей последовательностью:
    цепь K [1]  5' - ataattgttgttaacaacaat    - 3' [21]

                    ||||||||||||||||||

цепь O [21] 3' -    taacaacaattgttgttaata - 5' [1],
    где 1 и 21 - номера первого и последнего нуклеотида.

  2. Функции белка, структура которого представлена в файле ХХХХ.pdb

    3. При помощи UniProt я нащла следующую информацию о данном белке:
    · Альтернативное название Replication protein E1: ATP-dependent helicase E1
    · ID: VE1_BPV1
    · AC: P03116
    · Длина 605 а.о.
    · Функции: АТФ-зависимая ДНК хеликаза требуется для инициирования репликации вирусной ДНК. Она формирует комплекс с вирусным белком Е2. Данный комплекс связывается с ориджином репликации, который содержит связывающие сайты обоих белков.
    · Молекулярные функции:
    - АТФ связывание
    - деятельность АТФ-зависимой ДНК хеликазы
    - ДНК связывание
    Источник.

  3. Исследование структуры ДНК

    4. С помощью программ find_pair и analyze я определила тип формы ДНК: правозакрученная B-форма. Затем с помощью программы Excel я определила средние значения торсионных углов для внутренних нуклеотидов (для всех, кроме краевых). Самый "кривой" нуклеотид со значениями торсионных углов, наиболее отклоняющимися от средних: T5 (в файле Excel torsion_angles.xls обозначен красным цветом). Вполне вероятно, что деформация связана с взаимодействием ДНК и белка. Однако, можно заметить, что некоторые из самых деформированных нуклеотидов находятся на краевых участках ДНК, и возможно деформация в данном случае связана с какими-то другими факторами.

  4. Исследование природы ДНК-белковых контактов

    5. Считаем 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.
    Cкрипт my_dna.def содержит команды для определения требуемых множеств и контактов.

    Таблица. Контакты разного типа в комплексе XXXX.pdb

    Контакты атомов белка с Полярные Неполярные Всего
    остатками 2'-дезоксирибозы 2 40 42
    остатками фосфорной кислоты 32 12 44
    остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки 0 5 5
    остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки 0 0 0
    Как видно из таблицы, в данном комплексе ДНК взаимодействует с белком практически только остовом. В общем случае, неполярных контактов больше.

  5. Получение популярной схемы ДНК-белковых контактов с помощью nucplot

    6. Чтобы получить требуемый файл я ввела следующую команду: 
    nucplot dna_old.pdb
    Полученный в результате файл nucplot.ps:



    Если сравнить полученные результаты с результатами из п.III, то можно заметить, что белок действительно оказывает некоторое влияние на деформацию нуклеотидов (например, A13:K - согласно данной схеме он имеет несколько контактов с белком, а согласно данным отсюда он довольно сильно деформирован). Однако это влияние, по-видимому, небольшое, т.к. большинство сильно деформированных нуклеотидов согласно изображениям выше не имеют связей с белком.

  6. Возможный распознающий контакт.

    7. Возможно, распознающий контакт образовывает нуклеотид A4, т.к. он имеет водородную связь сразу с двумя аминокислотными остатками: Lys183 и Thr 184.

    Картинка получена с помощью RasMol.

  7. Характеристика ДНК-связывающего домена VE1_BPV1

    8. С помощью инструментов Pfam я определила доменную структуру белка VE1_BPV1 из исследуемого комплекса.

    Полное название ДНК-связывающего домена E1 Protein, N terminal domain (сокращено PPV_E1_N)
    Краткая аннотация в InterPro:
    Папилломавирусы - большое семейство онкогенных ДНК-содержащих вирусов, которые вызывают образование бородавок и папиллом на теле хозяина. Белок Е1 является АТФ-зависимой хеликазой, необходимой для инициации репликации вирусной ДНК. Она образует комплекс с вирусным белком Е2, который является сайт-специфическим ДНК-связывающим активатором транскрипци. Е1-Е2 комплекс связывается с ориджином репликации, который содержит сайты связывания для обоих белков. Белок Е1 - 70 кДа полипептид с центральным ДНК-связывающим доменом и С-концевым АТФ-связывающим и хеликазным доменом. Он специфически взаимодействует с 18-нуклеотидной последовательностью ДНК в ориджине репликации, расплавляет ДНК-дуплекс и функционирует как 3'-5' хеликаза. Кроме белка Е2 она также эффективно взаимодействует с ДНК-полимеразой альфа и репликативным А-белком. ДНК-связывающий домен образует 5-цепочечный антипараллельный бета-лист, контактирующий по краям с одной стороны с четырьмя свободно упакованными альфа-спиралями и с другой - двумя плотно упакованными. Два структурных модуля внутри этого домена, как растянутая петля и спираль содержат консервативные аминокислотные остатки, критические для связывания ДНК. В растворе белок Е1 является мономером, но связывает ДНК как димер. Присоединение большего числа субъединиц Е1 к комплексу приводит к плавлению ориджина и к формированию E1-гексамера с хеликазной активностью.
Меню
· Главная
· Результаты исследований
· Семестры
· Полезные ссылки
 · Контакты
© Ирина Поверенная, 2008-2009