Учебный сайт
Главная Семестры Проекты Обо мне

Исследование ДНК-белковых взаимодействий в структуре комплекса ДНК-связывающего домена парного бокса PAX5/ETS и фрагмента ДНК - сайта связывания PAX/ETS и mb-1 промотора

  1. Краткое описание структуры в файле 1mdm.pdb

    2. организм: Homo sapiens
    В файле приведены координаты атомов следующих молекул: цепь A и цепь B - ДНК-связывающие домены парного бокса и C-ETS-1 белка PAX-5 соответственно.
    C и D - цепи ДНК со следующей последовательностью:
         цепь С [1]  5' - TTGCCGGAGATGGGCTCCAGTGGCCT  - [26] 3'         
                       |||||||||||||||||||||||||
     цепь D [26] 3' -  ACGGCCTCTACCCGAGGTCACCGGAA - [1]  5'
    где 1 и 26 - номера первого и последнего нуклеотида.
    Изображение ДНК-белкового комплекса:

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

    3. Название: белок парного бокса Pax-5
Альтернативное название: специфичный относительно В-клеток транскрипционный фактор
Короткое название=BSAP
Состоит из 391 а.о.
Находится в ядре.
ID: PAX5_HUMAN
Accession number: Q02548
Функция: может играть важную роль в дифференциации В-клеток, а также в невральном развитии и сперматогенезе.
Участвует в регуляции гена CD19, В-лимфо-специфичного целевого гена.
Биологические процессы: дифференциация клеток
			гуморальный иммунный ответ
			развитие нервной системы
			морфогенез органов
			регуляция транскрипции
			сперматогенез
			транскрипция с промотора РНКполимеразыII
Молекулярная функция: связывание ДНК

  3. Исследование структуры ДНК

    4. С помощью программ find_pair и analyze был определен тип структуры ДНК - правозакрученная В-форма, а также средние значения торсионных углов для внутренних нуклеотидов (при помощи программы excel).
    Файл excel с таблицей значений торсионных углов
      alpha beta gamma delta epsilon zeta chi
    ДНК из 1mdm.pdb -47,3 0,63 33,4 139,6 -70,2 -95,4 -108,8
    Наиболее деформированным остатком оказался G24 на цепи D (деформированность определялась через суммирование разниц значения каждого угла и среднего значения по данному углу; чем больше была сумма, тем более деформирован остаток)

  4. Исследование природы ДНК-белковых контактов

    5. Таблица. Контакты разного типа в комплексе 1mdm.pdb

    Контакты атомов белка с Полярные Неполярные Всего
    остатками 2'-дезоксирибозы 10 4 15
    остатками фосфорной кислоты 23 0 23
    остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки 6 3 9
    остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки 5 0 5
    Cкрипт define.def, в котором определены множества полярных и неполярных атомов
    По данным таблицы можно сказать, что полярных взаимодействий между белком и ДНК гораздо больше, чем неполярных, особенно с остатками фосфорной кислоты. Это можно объяснить тем, что от остова ДНК "наружу" торчит множество кислородов.
    Можно было бы ожидать, что в малой бороздке взаимодействий будет гораздо меньше, и это отчасти правда для неполярных взаимодействий. Однако полярных взаимодействий внутри малой бороздки почти столько же, сколько и в большой. Это можно объяснить взаимным расположением ДНК и белка: белок состоит из 2 субъединиц, соединенных тонким, одноцепочечным мостиком, который пролегает как раз в малой бороздке, там и находятся все 5 полярных контактов.

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

    6. Команда: nucplot 1mdm_old.pdb, где 1mdm_old.pdb - файл с описанием структуры ДНК-белкового комплекса в старом формате pdb.
    Полученные изображения:

  6. Возможные распознающие контакты

    7. Возможно, роль распознающего контакта играет пара Arg391(B) - G7(C). Между ними - 2 водородные связи:

    Обе водородные связи соединяют аминокислоту с азотистым основанием, а не сахаром или остатком фосфорной кислоты, что также может свидетельствовать в пользу этого контакта как распознающего.

  7. Характеристика ДНК-связывающего домена "парного бокса" (paired box) Q02548

    8. С помощью инструментов Pfam была определена доменная структура белка из исследуемого комплекса.

    Полное название ДНК-связывающего домена - Paired box protein, N-terminal
    Его краткая аннотация в InterPro:
    Парный бокс - консервативный N-терминальный домен из 124 аминокислот, его функции неизвестны. Обычно (но не всегда) он предшествует домену гомеобоксу. Гены парного бокса экспрессируются в различных сегментах развивающейся плодовой мухи, наблюдаемая попарная группировка сегментов зависит от позиции сегмента в сегментальном массиве, а не от его природы как в случае с гомеотичными генами. Это свидетельствует о том, что эти гены влияют на процессы отличные от гомеотичногенных.
© Яшина 2009