Содержание и формат отчета "Исследование ДНК-белковых взаимодействий в структуре комплекса белка-регулятора метаболизма жирных кислот и FADB оператора

Краткое описание структуры в файле 1H9T.pdb

В файле приведены координаты атомов следующих молекул из Escherihia coli: белок-регулятор метаболизма жирных кислот и ДНК, представляющая собой FADR оператор .
Для исследования были выбраны цепи А и В белка и цепи X и Y, представляющие ДНК со следующей последовательностью:
цепь Х [1]     5' - CATCTGGTACGACCAGATC - 3' [19]
 цепь Y [19]  3' - GTAGACCATGCTGGTCTAG - 5' [1],
где 1 и 19 - номера первого и последнего нуклеотида.


Функции белка, структура которого представлена в файле 1H9T.pdb

Мультифункциональный регулятор метаболизма жирных кислот. Репрессирует транскрипцию как минимум 8 генов, отвечающих за транспорт и бета-окисление жирных кислот. Среди этих генов - fadA, fadB, fadD, fadL и fadE. Активирует транскрипцию как мнимум трех генов, отвественных за биосинтез ненасыщенных жирных кислот. Связывание FADR ингибируется длинноцепочечными жирными кислотами, связанными с ацил-КоА.

Исследование структуры ДНК

С белком связана В-форма ДНК, что ясно из выходного файла analyze. Самый "кривые" нуклеотиды (наибольшее отклонение от среднего значения по структуре) - это нуклеотиды C10:X, T18:X, T18:Y, G10:Y, T8:Y, подробная информация - в файле. Ниже показана картинка, иллюстрирующая одно из моих наблюдений. Черным цветом выделены наиболее деформированные остатки. Среди таковых имеется одна пара (G10:y - C10:X), в которой оба нуклеотида сильно деформированы. Эта пара находится как раз в самом центре участка ДНК, сближенного с белком, из чего я делаю вывод, что ДНК локально деформируется от взаимодействия с белком. Но деформация не только локальна, т.к. имеются деформированные остатки вдали от непосредственного ДНК-белкового взаимодействия.

Исследование природы ДНК-белковых контактов

В определение ДНК-белковых взаимодействий я руководствовался следующими понятиями: "полярными атомами" мы называли O и N, неполярными - C S P. Полярный контакт - полярные атомы, расположенные на расстоянии не более 3.5Å, неполярный - неполярные атомы на расстоянии не более 4.5Å. В задании множества атомов я использовал скрипт .

Контакты атомов белка с	Полярные	Неполярные	Всего
остатками 2'-дезоксирибозы	8	42	50
остатками фосфорной кислоты	19	16	35
остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки	9	8	17
остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки	1	2	3

Как видно из результатов, белок больше всего контактирует с сахарофосфатным остовом ДНК, особенно c остатками 2'-дезоксирибозы. Полярных контактов больше всего с фосфатными группами, что логичноввиду наличия большого количества полярных кислородов в фосфатной группировке.

Получение популярной схемы ДНК-белковых контактов с помощью nucplot

nucplot 1H9T_old.pdb В схеме контактов,полученной с помощью nucplot, контактов гораздо меньше, чем получается при простом подсчете. Это так хотя бы потому, что программу использует расстояние 3.35, а не 3.5, как я делал при простом подсчете. Из сравнение результатов, как мне кажется, следует то, что алгоритм программы сложнее, чем простой подсчет и то, что большое количество контактов находится в диапазоне 3.35-3.5.

Возможные распознающие контакты

Проанализировав изображение, полученное с помощью nucplot можно сказать, что есть всего 1 место, где основания ДНК связаны водородной связью с аминокислотными остатками белка, зато контакт двойной. Две пары ARG-G представляются мне хорошимми кандидатами на роль распознающего контакта.

Изображение, полученное с помощью RasMol

Изображение на плоскости с помощью ChemSketch

Характеристика ДНК-связывающего домена FADR_ECOLI

Мой белок состоит из двух доменов - FadR_C (PF07840), который отвечает за функции белка, связанные с метаболизмом жирных кислот и ДНК связывающего домена GntR (PF00392). Этот домен встречается в разных белках, построенных по разной архитектуре. Наличие домена более присуще бактериям и археям, но замечен в эукариотах и даже вирусах.

Краткая аннотация из InterPro

©Арутюнов Артём

©Photo exclusiely made by myself :)

©Я в контакте