|
ДокладыРазработка программной библиотеки для расчета геометрических параметров ДНК на языке Pyhtonv.vasilev@intbio.org, Биологический факультет Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова, Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12, info@mail.bio.msu.ru, +7(495)939-10-00 Геометрия двуцепочечной ДНК в А и Б формах была определена в 1953 году и на данный момент в банке данных белковых структур содержится более 6000 структур, содержащих 2 и более цепей ДНК. Известно, что геометрия ДНК зависит от ионного окружения, последовательности ДНК и взаимодействия с белками. Для того чтобы изучать закономерности изменения геометрии необходимы методы описания конформации ДНК. Существует несколько подходов к описанию локальной геометрии двуцепочечной ДНК. Один из наиболее распространенных подходов описывает ДНК в виде набора динуклеотидов. При таком подходе положение каждой следующей пары описывается 6 параметрами относительно предыдущей пары: 3 описывают пространственное смещение вдоль взаимно перпендикулярных осей и 3 – повороты вокруг этих осей. Существующие программы для расчета геометрических параметров такие как DSSR(3DNA) и CURVES+ имеют ряд недостатков. Данные программы не содержат интерфейса для интеграции в другие программные библиотеки, их исходный код отсутствует в свободном доступе. Также эти программы не оптимизированы для обработки траекторий молекулярных динамики. В данной работе мы разработали аналог программ 3DNA find_pair и analyze на языке программирования python. В нашей программной библиотеке расчёт параметров ДНК осуществляется в несколько этапов. Первый шаг - поиск нуклеотидов в pdb структуре и определение их типа (независимо от имени остатка и имен атомов). На втором шаге алгоритм определяет пары нуклеотидов. Последний этап - расчет внешних и внутренних параметров пар на основе определенных нуклеотидов и их пар. Работа данной программной библиотеки сравнивалась с работой 3DNA. Рассчитываемые значения параметров в среднем отличаются на 0.00274. Наша программная библиотека работает несколько медленнее 3DNA на отдельных структурах, но вычисления для траекторий производятся более чем в 10 раз быстрее. Программная библиотека используется в работе программы для моделирования нуклеосомных фибрилл Pynamod(https://github.com/intbio/PyNAMod). Работа была поддержана Российским Научным Фондом, грант №21-74-00033
Материалы доклада |
