Взаимодействия между белком и ДНК по существу лежат в основе
всех процессов, происходящих в живой клетке. Познание принципов специфического распознавания сайтов ДНК позволит понять,
как управляются эти процессы, и даст возможность сознательно
вмешиваться в управление ими. В работе изучены методом Вороного–Делоне контакты белок-ДНК на атомном уровне в структурах
3518 комплексов из PDB (все имеющиеся на май 2017 г.), содержащих как белковые цепи, так и ДНК. Метод не содержит параметров
и позволяет однозначно выявлять непосредственные контакты
между атомами и характеризовать каждый контакт, помимо расстояния между атомами, площадью контакта, определяемой соответствующей гранью полиэдра Вороного. Показано, что большая
часть контактов образуется между атомами белка и атомами сахарофосфатного остова ДНК (72.9 %). На контакты с атомами нуклеиновых оснований, выходящих в бороздки ДНК, приходится для
большой бороздки 17.0 % и для малой бороздки 10.1 % от всех
атомных контактов. Суммарно на взаимодействия между атомами
белка и атомами нуклеиновых оснований приходится 27.1 % всех
атомных контактов. Анализ площади доступной поверхности атомов большой и малой бороздок показал, что она коррелирует
с числом контактов (коэффициенты линейной корреляции 0.94
и 0.93 соответственно), однако атомы нуклеиновых оснований,
образующие водородные связи, контактируют чаще, чем этого
можно было ожидать из статистических соображений. Показано, что конформационно-стабильные пептиды достаточно часто
встречаются в областях связывания с ДНК. Анализ остатков в
предопределенной конформации в 3518 комплексах белок-ДНК
выявил 159 аминокислотных остатков в предопределенной конформации β-изгиба типа I, 15 остатков в конформации β-изгиба
типа I’, 6 остатков в конформации β-изгиба типа II. Остатков в конформации β-изгиба типа II’ найдено не было. Анализ контактов
показал, что такие остатки практически не образуют контактов с
ДНК. Контакты с атомами нуклеиновых оснований найдены только
в двух гомологичных структурах 3qea и 3qe9, где атомы треонина
образуют контакты с атомами нуклеиновых оснований АТ-пары.