Введение
Глава 1. Обзор литературы 10
1.1 Физические основы взаимодействия белков с нуклеиновыми кислотами 10
1.1.1 Водородные связи 10
1.1.1.1 Физические основы 10
1.1.1.2 Водородные связи в ДНК-белковых комплексах 10
1.1.1.3 Роль воды в ДНК-белковых взаимодействиях 12
1.1.2 Гидрофобные взаимодействия 15
1.1.2.1 Физические основы 15
1.1.2.2 Гидрофобные взаимодействия в ДНК-белковых комплексах 15
1.2 Алгоритмы выделения водородных связей и гидрофобных взаимодействий 17
1.2.1 Определение водородных связей 17
1.2.2 Определение гидрофобных взаимодействий 18
1.3 Механизмы ДНК-белкового узнавания 21
1.3.1 Поиск универсального кода и закономерностей ДНК-белкового узнавания 21
1.3.2 Специфичность узнавания ДНК белком
1.3.2.1 Специфичность ДНК-белкового узнавания с точки зрения последовательностей 23
1.3.2.2 Специфичность ДНК-белкового узнавания с точки зрения структур 24
1.3.2.3 Специфичность ДНК-белкового узнавания с точки зрения физико-химических параметров взаимодействия
1.4 Классификации ДНК-белковых комплексов 30
1.5 Базы данных макромолекул и их комплексов 33
1.5.1 Базы ДНК-белковых взаимодействий 34
Глава 2. Классификация ДНК-белковых взаимодействий 38
2.1 Материалы и методы 38
2.1.1 Основные понятия 38
2.1.2 Материалы 43
2.1.3 Методы
2.1.3.1 Совмещение структур комплексов и выравнивание 45
2.1.3.2 Процедура определения способа взаимодействия белкового домена с ДНК 46
2.1.3.3 Построение классификации семейств белковых доменов SCOP по классам взаимодействия с ДНК 48
2.2 Результаты 49
2.2.1 Способ взаимодействия для каждой структуры ДНК-белковых комплексов 49
2.2.2 Закономерности взаимодействия, наблюдаемые в разных структурах одного белкового домена 53
2.2.3 Закономерности строения белковых доменов, взаимодействующих с ДНК одним и тем же способом 54
2.2.4 Вклад гидрофобных кластеров в ДНК-белковое узнавание 56
2.2.5 Закономерности ДНК-белкового узнавания внутри семейства SCOP
2.2.5.1 Вариации контактов внутри семейства 60
2.2.5.2 Вариации контактов внутри семейства, обусловленные подвижностью боковых цепей белка 61
2.2.5.3 Вариации контактов внутри семейства, обусловленные различиями во вторичной структуре белка 62
2.2.5.4 Вариации контактов внутри семейства, обусловленные аминокислотной заменой в месте контакта 63
2.2.5.5 Вариации контактов внутри семейства, обусловленные разницей во взаимном расположении белка относительно ДНК.. 64
2.2.6 Классификация семейств ДНК-контактирующих доменов SCOP 66
2.2.6.1 Семейства, для которых появление новых структур может повлиять на класс взаимодействия 69
2.2.6.2 Семейства без общего класса взаимодействия 70
2.2.6.3 Случай разделения семейства на два подсемейства 72
2.2.6.4 Закономерности строения семейств белковых доменов, относящихся к одному и тому же классу взаимодействия 73
Глава 3. Поиск консервативных молекул воды в белковых и ДНК-белковых комплексах . 77
3.1 Материалы и методы 78
3.1.1 Программа wLake 78
3.1.1.1 Определения 78
3.1.1.2 Алгоритм 78
3.2 Результаты: применение wLake для анализа макромолекулярных комплексов 80
3.2.1 Поиск консервативных молекул воды в структурах транскетолаз 80
3.2.2 Консервативные молекулы воды в семействах SCOP ДНК-связывающих доменов 83
Глава 4. База данных NPIDB 86
4.1 Расширение функционала базы данных NPIDB 93
4.1.1 Подробное описание семейств ДНК-связывающих доменов SCOP 93
4.1.2 Интеграция классификации ДНК-белковых взаимодействий в базу данных NPIDB 95
Глава 5. Поиск консервативных особенностей в семействах гомологичных белков 5.1 ТАТА-box связывающий домен и белок 99
5.1.1 Структуры TATA-box связывающего домена 101
5.1.2 Консервативные особенности комплексов TPB с ДНК 102
5.1.3 Анализ прямых водородных связей для TPB и и входящих в его состав доменов 103
5.1.4 Гидрофобные контакты для TPB и входящих в его состав доменов 105
5.1.5 Симметрия второго порядка в р-листе TBP 107
5.1.6 Опосредованные водой водородные связи для ТАТА-box связывающего белка и входящих в его состав доменов 108
5.1.7 Консервативность контактов со стороны ДНК 111
5.1.8 Биологическая роль консервативных контактов TBP с ДНК 112
5.2 Семейство LAGLIDADG homing эндонуклеаз 113
5.2.1 Структуры LAGLIDADG 1 хоминг эндонуклеаз 115
5.2.2 Консервативные контакты LAGLIDADG 1 хоминг эндонуклеаз c ДНК 116
Заключение 121
Список публикаций 123
Список литературы
