Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Исследование конформационных возможностей олигонуклеотидных дуплексов усовершенствованными методами молекулярной механики Нестерова, Елена Николаевна

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Нестерова, Елена Николаевна. Исследование конформационных возможностей олигонуклеотидных дуплексов усовершенствованными методами молекулярной механики : автореферат дис. ... кандидата физико-математических наук : 03.00.02 / Ин-т мат. проблем биологии.- Пущино, 1997.- 20 с.: ил. РГБ ОД, 9 98-3/865-6

Введение к работе

Актуальность темы исследования.

Пространственная структура двойной спирали ДНК зависит от ее
лслеотидной последовательности, условий среды и взаимодействий с другими
элекулами. Детальные сведения о конформационных возможностях фрагментов
зиродной и модифицированной под влиянием разных воздействий ДНК важны
ія понимания молекулярных механизмов многих биологических процессов. Сотни
ібот посвящены экспериментальному изучению пространственной структуры
іигонуклеотидньїх дуплексов. Исследование каждого дуплекса методами ЯМР в
істворе или рентгеноструктурного анализа в кристаллах представляет собой
дельную трудоемкую задачу. И не для всех дуплексов, особенно дуплексов с
эдифицированными основаниями, удается получить надежные

:спериментальные данные. Поэтому применение компьютерного моделирования ія теоретического предсказания конформационных возможностей и построение > ограниченным экспериментальным данным пространственных моделей рагментов природных и модифицированных нуклеиновых кислот представляет )бой актуальную задачу современной молекулярной биофизики. Для этого в ізньіх лабораториях успешно применяется ряд компьютерных программ, многие s которых требуют больших компьютерных ресурсов и рассчитаны на работу с эбыми типами молекул. Для систематического исследования олигонуклеотидных 'плексов с учетом экспериментальных данных требовалось разработать гециализированную компьютерную программу, предоставляющую возможность ненаправленно изменять конформационные переменные, и ориентированную на >ступные ресурсы ЭВМ.

Диссертация посвящена разработке такой программы, ее применению для очнения структур в соответствии с экспериментальными данными и следованию конформационных возможностей чередующихся пурин-іримидиновьіх последовательностей.

Цели работы.

1) Разработка новой компьютерной программы для исследования
«формационных возможностей олигонуклеотидных дуплексов в пространстве
габщенных структурных переменных, а также для уточнения их структуры в
ютветствии с экспериментальными данными, представленными набором
эжпротонных расстояний. Для программы предполагалось усовершенствовать
ігоритм, предложенный ранее (Хуторский и Полтев, Биофизика, 1976), для
(шения нового круга задач, существенно увеличить размеры рассматриваемых
'плексов и повысить эффективность вычислений, заменив численное вычисление
юизводных аналитическим градиентом.

2) Исследование конформаций дуплекса с нуклеотидной парой

8-оксигуанин:аденин (OG:A). Поиск низкоэнергетических конформаций этого

дуплекса, согласующихся с экспериментальными данными; исследование влияния соседних с модифицированной парой оснований на соотношение конформеров с разными конфигурациями пары.

3) Исследование конформационных возможностей олигонуклеотидных дуплексов с чередующимися пурин-пиримидиновыми последовательностями в диапазонах значений структурных переменных, характерных для А- и В-семейств конформаций. Поиск связей между параметрами при конформационных изменениях внутри семейств. Выявление возможных путей изменения параметров при В-А переходе.

Научная новизна исследования.

Впервые разработана компьютерная программа для теоретического конформационного анализа в пространстве обобщенных структурных переменных, сочетающая в себе наличие замкнутых циклов, в которых одни информационные переменных вычисляются через другие, и аналитический градиент.

Впервые найдены протяженные области низкоэнергетических В-конформаций дуплексов с чередующимися пурин-пиримидиновыми последовательностями, характеризующиеся различными для двух степов соотношениями значений углов спирального вращения, расстояний между центрами пар вдоль оси спирали и различными сочетаниями конформаций Сахаров пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов.

Исследованы протяженные области низкоэнергетических А-конформаций таких дуплексов, характеризующиеся различными соотношениями углов спирального вращения двух степов.

Впервые выявлены два конформационных параметра, последовательное или одновременное изменение которых приводит к В-А переходу. Описаны структуры, для которых значения одной части параметров характерны для А-семейства, а другой части - для В-семейства конформаций.

Практическая ценность работы.

Разработанная компьютерная программа CONAN может быть использована для предсказания конформационных возможностей фрагментов нуклеиновых кислот с заданной нуклеотидной последовательностью, содержащих как природные, так и модифицированные основания, и для уточнения их пространственной структуры в соответствии с экспериментальными данными. Выявленные конформационные возможности пурин-пиримидиновых и пиримидин-пуриновых степов могут быть использованы при построении моделей их взаимодействия с белком, а также моделей взаимодействия других биомолекул с разными нуклеотидными последовательностями.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на семинарах ИМПБ Н, на VII конференции по спектроскопии биополимеров в Харькове (1991г).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 статей и 1 тезисы клада.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, іводов, списка литературы из 1JJ0 наименований. Содержание работы изложено /^страницах, включая 22. рисунков и 20 таблиц.