English
!

Архив публикаций

Тезисы

XXII-ая конференция

Электростатический профиль бактериального промотора: влияние температуры и ионной силы

Сорокин А.А., Джелядин Т.Р., Камзолова С.Г.

Институт Биофизики Клетки РАН, Россия, 142290, Пущино, Институтская ул. 3, Тел.:(4967)739165, E-mail: lptolik@gmail.com

1  стр. (принято к публикации)

Электростатические силы являются самыми дальнодействующими среди участвующих в межмолекулярных взаимодействиях. Особенную роль они играют при взаимодействии белков с ДНК, поскольку в растворе молекула ДНК несет два неспаренных электрона на каждые 3.6А, являясь одним из самых сильнозаряженный полимеров. Особую роль электростатических взаимодействий в ДНК-белковом узнавании продемонстировал эффект «молекулярной мимикрии» [1], когда фаговый белок блокирует бактериальную систему рестрикции имитируя распределение заряженных групп, характерное для двойной спирали ДНК.

В нашей лаборатории был разработан простой кулоновский метод, который позволял быстро вычислять профили электростатического потенциала вокруг участков ДНК длиной в десятки миллионов пар оснований [2-3]. Однако недостатком этого метода было то, что величины потенциала представлялись в произвольных единицах, что позволяло сравнивать между собой различные участки ДНК, но делало невозможным оценку величины и значимости обнаруженных различий.

С помощью программы APBS [4] нами произведено вычисление распределения электростатического потенциала вокруг 700 промоторных участков E. coli методом решения нелинейного уравнения Пуассона-Больцмана для трех значений температуры и четырех значений ионной силы. Используя полученные распределения был вычислен одномерный профиль электростатического потенциала, также как описано в работе [2].

Было показано, что в условиях, для которых строился алгоритм быстрого вычисления профиля электростатического потенциала, положение пиков и провалов на кулоновском и пуассоновском профилях полностью совпадают, при этом величина экстремальных значений на кулоновском профиле ниже примерно на 3-5%. Используя полученные профили построена схема пересчета произвольных величин кулоновского метода в единицы kT, полученные методом решения уравнения Пуассона-Больцмана.

Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ совместно с Московской областью в рамках научного проекта 14-44-03679-р_центр_а.

Литература

1. Tsonis P.A., Dwivedi B. Molecular mimicry: structural camouflage of proteins and nucleic acids // Biochimica et biophysica acta 1783, 2, 177–187, 2008

2. Polozov, R.V., et al. Electrostatic potentials of DNA. Comparative analysis of promoter and nonpromoter nucleotide sequences // JBSD 16, 6, 1135–1143, 1999

3. Kamzolova, S.G., Beskaravainy, P.M., Sorokin, A.A. Electrostatic Properties of Bacteriophage T7 Early Promoters Recognized by E. coli RNA Polymerase // JBSD 28, 6, 1121–1122, 2011

4. Baker NA, Sept D, Joseph S, Holst MJ, McCammon JA. Electrostatics of nanosystems: application to microtubules and the ribosome // PNAS 98, 10037-10041 2001.



© 2004 Дизайн Лицея Информационных технологий №1533