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Analysis of nucleic acid double helix geometry

PDB code 4MGM   (PDB summary)
Duplex length 63 base pairs

Only the nucleic acid double helix part of the structure is analysed here. Small ligands, proteins, and overhanging ends are not taken into account. Information on the complete structure is available at the Image Library Entry page and at the Sequence, Chains, Units page.

Strand 1    5' G1 C2 G3 G4 A5 A6 G7 U8 A9 G10 U11 U12 C13 A14 G15 U16 G17 G18 U19 A20 G21 A22 A23 C24 A25 C26 C27 A28 C29 C30 G38 G39 U40 G41 G42 G45 U46 C47 G48 C49 G50 G51 G52 U53 U54 C55 G56 A57 G58 U59 C60 C61 C62 G63 U64 C65 U66 U67 C68 C69 G70 C71 U72 3'
Strand 2    3' U72 C71 G70 C69 C68 U67 U66 C65 U64 G63 C62 C61 C60 U59 G58 A57 G56 C55 U54 U53 G52 G51 G50 C49 G48 C47 U46 G45 G42 G41 U40 G39 G38 C30 C29 A28 C27 C26 A25 C24 A23 A22 G21 A20 U19 G18 G17 U16 G15 A14 C13 U12 U11 G10 A9 U8 G7 A6 A5 G4 G3 C2 G1 5'

Warning
  1 base(s) in syn conformation detected.
  Helix parameters and curvilinear axis from CURVES are meaningless (see Help).


Side view 1 Top view
Side view 1 Top view
Side view 2 3-dimensional interactive models
(Help)
  

RASMOL, CHIME, VRML 2.0, PDB

Side view 2  

Figure 1   Three orthogonal views of the double helix (Help). Residues are colored according to the nucleotide type (Help: Color codes). The curvilinear helical axis (green) was calculated with CURVES. The double helix is oriented with respect to the principle axis of inertia of the curvilinear helical axis (see Help for further explanations). This drawing reveals immediately if there is any bending of the helical axis.


Backbone parameters

Table 1.  Selected torsional angles and sugar pucker phase angles describing the conformation of the sugar phosphate backbone. (See Help for further explanations.)


 gamma     epsilon-zeta       pucker        chi      Strand 1     Strand 2      chi        pucker       epsilon-zeta     gamma 

    C3'-endo -177° G1 U72 -116° C2'-endo    
 50°   -68° (BI)             -8° (BI)   66° 
    C3'-endo -163° C2 C71 -166° C3'-endo    
 51°   -79° (BI)             -73° (BI)   63° 
    C3'-endo -165° G3 G70 -171° C3'-endo    
 55°   -79° (BI)             -70° (BI)   52° 
    C3'-endo -169° G4 C69 -165° C3'-endo    
 55°   -79° (BI)             -87° (BI)   57° 
    C3'-endo -167° A5 C68 -159° C3'-endo    
 73°   -73° (BI)             -62° (BI)   54° 
    C3'-endo -164° A6 U67 -160° C3'-endo    
 70°   -73° (BI)             -72° (BI)   56° 
    C2'-endo -133° G7 U66 -162° C3'-endo    
 43°   -69° (BI)             -63° (BI)   58° 
    C3'-endo -161° U8 C65 -162° C3'-endo    
 30°   -4° (BI)             -79° (BI)   57° 
    C2'-endo -86° A9 U64 -163° C3'-endo    
 60°   -17° (BI)             -76° (BI)   48° 
    C3'-endo -175° G10 G63 -168° C3'-endo    
 49°   -74° (BI)             -69° (BI)   47° 
    C3'-endo -162° U11 C62 -161° C3'-endo    
 47°   -62° (BI)             -77° (BI)   49° 
    C3'-endo -160° U12 C61 -163° C3'-endo    
 -156°   -87° (BI)             -80° (BI)   37° 
    C3'-endo -163° C13 C60 -169° C3'-endo    
 -176°   -87° (BI)             -30° (BI)   62° 
    C3'-endo -176° A14 U59 -119° C2'-endo    
 172°   -44° (BI)             -54° (BI)   68° 
    C3'-endo 177° G15 G58 -177° C3'-endo    
 43°   69° (BII)             89° (BII)   64° 
    C2'-endo -132° U16 A57 -75° C2'-endo    
 -65°   -45° (BI)             -78° (BI)   70° 
    C2'-endo -117° G17 G56 179° C3'-endo    
 60°   41° (BII)             -77° (BI)   53° 
    C2'-endo -100° G18 C55 -164° C3'-endo    
 55°   66° (BII)             -34° (BI)   153° 
    C2'-endo -115° U19 U54 -163° C3'-endo    
 -145°   -116° (BI)             -86° (BI)   47° 
    C3'-endo -149° A20 U53 -156° C3'-endo    
 170°   -92° (BI)             -66° (BI)   49° 
    C3'-endo -176° G21 G52 -172° C3'-endo    
 61°   -74° (BI)             -59° (BI)   179° 
    C3'-endo -165° A22 G51 179° C3'-endo    
 56°   -60° (BI)             -87° (BI)   49° 
    C3'-endo -165° A23 G50 -167° C3'-endo    
 59°   -66° (BI)             -79° (BI)   52° 
    C3'-endo -163° C24 C49 -165° C3'-endo    
 59°   -76° (BI)             -78° (BI)   45° 
    C3'-endo -166° A25 G48 -175° C3'-endo    
 54°   -74° (BI)             127° (BII)   66° 
    C3'-endo -156° C26 C47 -138° C2'-endo    
 60°   -69° (BI)             114° (BII)   -176° 
    C3'-endo -156° C27 U46 -157° C3'-endo    
 59°   -75° (BI)             -19° (BI)   50° 
    C3'-endo -165° A28 G45 -55° C2'-endo    
 59°   -75° (BI)             0° (BI)   57° 
    C3'-endo -157° C29 G42 -166° C3'-endo    
 56°   -73° (BI)             -76° (BI)   55° 
    C3'-endo -155° C30 G41 -175° C3'-endo    
 66°   0° (BI)             -73° (BI)   58° 
    C3'-endo -170° G38 U40 -163° C3'-endo    
 62°   -76° (BI)             -83° (BI)   64° 
    C3'-endo -172° G39 G39 -173° C3'-endo    
 57°   -81° (BI)             -77° (BI)   66° 
    C3'-endo -163° U40 G38 -171° C3'-endo    
 56°   -74° (BI)             0° (BI)   55° 
    C3'-endo -174° G41 C30 -155° C3'-endo    
 57°   -78° (BI)             -72° (BI)   60° 
    C3'-endo -166° G42 C29 -157° C3'-endo    
 50°   0° (BI)             -75° (BI)   59° 
    C2'-endo -56° G45 A28 -165° C3'-endo    
 -177°   -19° (BI)             -75° (BI)   59° 
    C3'-endo -157° U46 C27 -155° C3'-endo    
 65°   113° (BII)             -66° (BI)   54° 
    C2'-endo -139° C47 C26 -155° C3'-endo    
 45°   127° (BII)             -74° (BI)   59° 
    C3'-endo -174° G48 A25 -167° C3'-endo    
 52°   -78° (BI)             -76° (BI)   59° 
    C3'-endo -164° C49 C24 -163° C3'-endo    
 49°   -78° (BI)             -65° (BI)   54° 
    C3'-endo -166° G50 A23 -165° C3'-endo    
 178°   -86° (BI)             -60° (BI)   60° 
    C3'-endo 179° G51 A22 -164° C3'-endo    
 48°   -59° (BI)             -75° (BI)   171° 
    C3'-endo -171° G52 G21 -173° C3'-endo    
 44°   -62° (BI)             -91° (BI)   -147° 
    C3'-endo -156° U53 A20 -143° C3'-endo    
 58°   -84° (BI)             -116° (BI)   11° 
    C3'-endo -161° U54 U19 -84° C2'-endo    
 53°   -37° (BI)             121° (BII)   62° 
    C3'-endo -165° C55 G18 -102° C2'-endo    
 69°   -77° (BI)             41° (BII)   -66° 
    C3'-endo 179° G56 G17 -117° C2'-endo    
 65°   -78° (BI)             -44° (BI)   43° 
    C2'-endo -75° A57 U16 -131° C2'-endo    
 69°   93° (BII)             68° (BII)   171° 
    C3'-endo G58 G15 177° C3'-endo    
 62°   -57° (BI)             -43° (BI)   -176° 
    C2'-endo -120° U59 A14 -176° C3'-endo    
 36°   -31° (BI)             -87° (BI)   -156° 
    C3'-endo -169° C60 C13 -164° C3'-endo    
 48°   -80° (BI)             -88° (BI)   47° 
    C3'-endo -163° C61 U12 -160° C3'-endo    
 48°   -77° (BI)             -62° (BI)   50° 
    C3'-endo -161° C62 U11 -162° C3'-endo    
 49°   -69° (BI)             -75° (BI)   60° 
    C3'-endo -168° G63 G10 -176° C3'-endo    
 56°   -77° (BI)             -16° (BI)   30° 
    C3'-endo -164° U64 A9 -87° C2'-endo    
 58°   -79° (BI)             -4° (BI)   43° 
    C3'-endo -161° C65 U8 -161° C3'-endo    
 56°   -62° (BI)             -69° (BI)   70° 
    C3'-endo -162° U66 G7 -133° C2'-endo    
 54°   -74° (BI)             -74° (BI)   74° 
    C3'-endo -159° U67 A6 -165° C3'-endo    
 56°   -62° (BI)             -74° (BI)   55° 
    C3'-endo -159° C68 A5 -168° C3'-endo    
 52°   -86° (BI)             -78° (BI)   55° 
    C3'-endo -166° C69 G4 -168° C3'-endo    
 64°   -71° (BI)             -79° (BI)   51° 
    C3'-endo -172° G70 G3 -165° C3'-endo    
 66°   -75° (BI)             -80° (BI)   51° 
    C3'-endo -165° C71 C2 -163° C3'-endo    
 -44°   75° (BII)             -68° (BI)   59° 
    C2'-endo -115° U72 G1 -177° C3'-endo    


Further information

Full output from CURVES  (helical parameters with respect to global and local axes)

Full output from FREEHELIX  (helical parameters with respect to local axis, angles between normal vectors)

Chirality of ribose and phosphate atoms
Check the naming of phosphate and ribose substituents. Recommended for phosphate oxygens and for ribose hydrogens in NMR structures.


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Perl script:    helixparameter.pl  (15 Sep 2016)
Author:    Peter Slickers  (slickers@leibniz-fli.de),  IMB Jena,  Germany