Pengenalpastian substruktur tiga dimensi RNA dan pencirian interaksi menggunakan kaedah pengkomputeran

Abstract

Substruktur 3-dimensi (3D) RNA dan motif bes tertier terlibat secara langsung dan tidak langsung dalam menyumbang kepada kestabilan struktur lipatan RNA dan membolehkan pembentukan tapak berfungsi. Jumlah struktur 3D RNA di dalam Protein Data Bank (PDB) yang kian berkembang memerlukan kaedah pengkomputeran yang mampu untuk mengenal pasti dan menganotasi substruktur dan motif tertier secara celusan tinggi melangkaui keupayaan kurasi secara cerapan visual. Aturcara celusan tinggi telah dibangunkan untuk mengenal pasti substruktur yang mempunyai persamaan susun atur misalnya tapak pengikatan ligan di dalam set data struktur 3D RNA. Aturcara tersebut berupaya mengenal pasti substruktur dengan susun atur serupa yang merupakan tapak pengikatan paromomisin justeru menjadi pembuktian konsep untuk aturcara itu. Jaringan interaksi bes berikatan hidrogen di dalam substruktur yang berinteraksi dengan paramomisin turut dikenal pasti yang menunjukkan kestabilannya. Pengedokan molekul turut dilakukan untuk menilai kesesuaian ligan mengikat substruktur 3D RNA yang dikenal pasti di mana bentuk pengikatan dan daya tarik pengikatan yang diperoleh mempunyai persamaan dengan interaksi yang ditentukan secara eksperimen. Aturcara celusan tinggi tersebut turut digunakan untuk mengenal pasti motif bes tertier dalam konteks yang novel (motif diketahui yang merupakan sebahagian susun atur 3D yang lebih besar) yang mempunyai persamaan geometri 3D susun atur bes. Motif tiga bes UAU bertindan yang telah dilaporkan sebelum ini didapati hadir di dalam kesemua struktur RNA ribosom subunit besar (LSU). Perbandingan dengan set data data jujukan RNA ribosom LSU tanpa lewahan menunjukkan motif jujukannya ditemui secara meluas meliputi kesemua alam kehidupan. Bukti tersebut secara keseluruhannya mencadangkan tiga bes UAU yang bertindan sebagai motif universal yang terpelihara dalam semua organisma kehidupan. Substruktur 3D RNA turut boleh menjadi motif berdasarkan persamaan pola interaksi berikatan hidrogen sahaja. Aturcara celusan tinggi turut dibangunkan untuk mengenal pasti pasangan bes dengan persamaan pola interaksi berikatan hidrogen. Penggunaan aturcara tersebut telah diperlihatkan menggunakan pasangan bes berikatan hidrogen di antara antikodon tRNA dengan kodon mRNA yang mempamerkan susun atur bertautomer sebagai kunci carian. Aturcara tersebut berupaya untuk mengenal pasti pasangan bes yang memperlihatkan persamaan pola interaksi berikatan hidrogen yang khusus di dalam struktur RNA lain yang berpotensi menjadi motif 3D RNA. Ianya turut berkemungkinan mempunyai sumbangan terhadap kefungsian RNA oleh kerana ketautomeran bes diketahui terlibat dalam memperkaya kimia dan fungsi struktur RNA.