Biopolym. Cell. 2026; 42(Special Issue):37.
Біоінформатика та ШІ в біомедичних дослідженнях та розробці
Ймовірний G-пентаплекс у ДНК патогена, передбачений за допомогою AlphaFold 3 AI
1Ліманська О. Ю., 2Балак О. К., 3Ліманський А. П.
  1. ННЦ «Інститут експериментальної та клінічної ветеринарної медицини»
    вул. Григорія Сковороди, 83, Харків, Україна, 61023
  2. Харківський національний медичний університет пр. Науки, 4, Харків, Україна, 61022
  3. ТОВ «Інститут фізіологічних активних сполук» пр. Науки, 58, Харків, Україна, 61072

Abstract

Передумови. G-квадруплекси (G4s) — це неканонічні вторинні структури, що складаються з двох або більше плоских G-тетрад, утворених чотирма гуанідинами і стабілізованих водневими зв'язками Гугстіна, суперпозицією та координаційними іонними взаємодіями. Наразі формування G-пентаплексів (G5s) визначено лише для структур, що містять гуанідин, замінений його ізомером, ізогуанідином [1]. Метою було визначити ймовірний G4 з двох тетрад у геномі бічових мікобактерій. Методи. Програмне забезпечення QGRS Mapper використовувалося для пошуку мотивів, багатих на G, у чутливості до ДНК та антисенсових ланцюгах референсної деформації M. bovis AF2122/97 [2]. 3D-моделі G4s і G5 були створені компанією AlphaFold 3 AI (AF3) з 10 іонами K+ [3]. Результати. Ідентифіковано 4345 ймовірних G4 у сенсорному ланцюгу та 4649 G4 з двох тетрад антисенсової ДНК референтного штаму AF2122/97 M. bovis, які характеризуються типовими параметрами для таких G4 з петлею від 1 до 3 nt, тобто G-бал коливався від 19 до 21, довжина — від 11 до 17 nt. Під час аналізу згаданих G4 було привернуто увагу на паліндром, багатий на G, довжиною 14 n, для якого було виявлено 16 повторів у сенсі та 6 повторів у антисенсовому ланцюгу. 3D-модель цього аптамера — це G5, яка складається з двох плоских G-пентад, стабілізованих відповідно 11 і 7 водневими зв'язками, а також стеку і двох координацій іонів K+, на відміну від G4, де один іон K+ локалізований між двома тетрадами. Ймовірний G5 ідентифікували у Sensory and Antisense DNA Strands CDC1551 M. tuberculosis, 1331 данський M. bovis BCG, поданий на вакцинацію в Україні – PA14 Pseudomonas aeruginosa. Висновки. Було ідентифіковано ймовірний G5, що складається з двох пентад у сенсових та антисенсових ланцюгах M. bovis, а AF3 прогнозували з високою надійністю (pLDDT>90). Він локалізований у генах, що кодують сімейства PE-PGR та PPE — білках, які відіграють ключову роль у взаємодіях хазяїна і патогена, модуляції імунного імунного захисту хазяїна. Грант. 35.00.03.02 з НААН України.
Keywords: G-пентаплекс, G-квадруплекс, Mycobacterium bovis, AlphaFold 3, Pseudomonas aeruginosa, Mycobacterium tuberculosis