Структуры из двух выше указанных файлов визуально ничем не отличаются. Тем не менее файл pdb, аж на 100 Кбайт больше соответствующего файла mmol. Это, очевидно, связано с тем, что в pdb файле имеется больше дополнительной информации о молекуле. Дальнейшие исследования проводил в соответствии с заданием с файлом биологической единицы.
Для исследования контактов молекулы белка с ДНК был написан скрипт, который можно посмотреть contacts.scr. В скрипте последовательно показаны атомы белка, участвующие в образовании различных контактов с ДНК.
| Полярные | Гидрофобные | Всего | |
| Контакты белка с ... | |||
| ... остатками 2'-дезоксирибозы | 8 | 44 | 52 |
| ... остатками фосфорной кислоты | 33 | — | 33 |
| ... остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки | 0 | 6 | 6 |
| ... остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки | 2 | 1 | 3 |
Как видно из таблицы, большинство водородных связей белок образует с кислородами фосфата. Большая часть неполярных (гидрофобных) связей белок образует с неполярными атомами 2'-дезоксирибозы. Если внимательно рассматривать положение атомов ДНК, с которыми связывается белок, то можно заметить, что все эти атомы относятся к примерно 10 bp ДНК из середины двойной спирали. В белке очень мало атомов, образующих связи с азотными основаниями. Тем не менее, можно предположить, что связи белка с атомами азотных оснований, особенно обращенных в малую бороздку, играют особую роль в связывании топоизомеразы I с ДНК.
Итак, остановлюсь поподробнее на связях белка с атомами азотистых оснований, обращенных в малую бороздку. связывание с малой бороздкой ДНК белок осуществляет через два аминокислотных остатка: Lys532 и Arg364. В ДНК связь осуществляют атомы оснований С10, A11 и G12. Изображение данных контактов генерируется скриптом скриптом.
Lys532 имеет 2 водородные связи с ДНК, кроме того ε углеродный атом лизина, образует гидрофобное взаимодействие с A114 ДНК. Таким образом, Lys532 образует 2 прочные водородные связи с одной цепью ДНК и гидрофобную связь с аденином комплементарной цепи ДНК. Связывание Lys532 с обоими цепями наводит на мысль, что именно этот остаток обеспечивает специфическое узнавание. (на картинке гидрофобное взаимодействие не отражено, чтобы не загружать рисунок, тем не менее это взаимодействие можно увидеть, воспользовавшись скриптом).
AC исследуемого белка (UniProt AC): P11387
ДНК связывающий домен (Pfam AC): PF02919
ДНК-топомераза I (Топо I), конролирует конформационное состояние ДНК, катализирует раскручивание суперспирализованной ДНК, также жизненной важна для процессов рекомбинации, транскрипции, репликации. Имеются данныео том, что Топо I может быть аутоантигеном при хроническом панкреатите.
Особенности семейства ДНК-связывающих доменов ДНК-топоизомераз:
ДНК-топоизомеразы регулируют число водородных связей межде цепями ДНК. Эти ферменты имеют разные функции: снимать спуперспирализацию ДНК во время транскрипции и репликации; разрыв цепей в процессе рекомбинации, конденсация хромосом; расплетать спираль ДНК во время митоза. Было показано ингибирование ДНК-топоизомеразы I камптотехином - растительным алкалоидом, имеющим противоопухолевую активность.
В Pfam получил эталонное выравнивание ДНК-связывающего домена. Попытка найти выбранный остаток лизина успехом не увенчалась. Выбранный Lys532 отношения к ДНК-связывающему домену ДНК-топоизомеразы I отношения не имеет. Эталонное выравнивание. Остаток Lys532 был найден в каталитическом ядре. Рассматривая эталонное выравнивание этого домена можно заметить, что этот остаток очень консервативен. Даже в выравнивании из 149 последовательностей этот лизин характерен для всех последовательностей. Из выше сказанного можно сделать вывод, что все таки Lys532 важен для связывания белка с ДНК.
Изучение контактов с помощью программы nucplot.
Схема построенная с помощью программы соответствует визуальным данным, полученым при работе в RasMol. Те же 10 нуклеотидных пар, которые связываются с белком. Количество полярных связей примерно полученных разными методами исследования примерно равно. Заметно отличается количество гидрофобных взаимодействий. Этот факт повидимому можно объяснить тем, что программа накладывает более строгие ограничения на гидрофобное взаимодействие.