Računalno istraživanje kompleksa DNA i MntR proteina iz bakterije Bacillus subtilis

diplomski rad

• Naslov (engleski): Computational study DNA in complex with the MntR protein from the bacterium Bacillus subtilis
• Autor: Michaela Batković
• Mentor: Branimir Bertoša (mentor)
• Član povjerenstva: Branimir Bertoša (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Ivan Kodrin (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Marko Močibob (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Davor Kovačević (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Prirodoslovno-matematički fakultet; (Kemijski odsjek); Zagreb
• Datum i država obrane: 2023-09-27, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: PRIRODNE ZNANOSTI; Kemija

Sažetak

Transkripcijski faktor MntR (engl. Manganese Transport Regulator) homodimerni je protein
odgovoran za regulaciju homeostaze manganovih iona u bakteriji Bacillus subtilis. Kada je u
svojoj holo-formi, to jest kada su unutarstanične koncentracije manganovih iona previsoke,
transkripcijski faktor MntR se veže na ciljnu DNA i ponaša kao represor. Postoji nekoliko
mehanizama kojima se proteini vežu na DNA, međutim, mehanizam vezanja proteina MntR na
svoju ciljnu DNA nije razjašnjen. U ovom diplomskom radu provedeno je računalno
istraživanje koje za cilj ima doprinjeti razumijevanju interakcija između transkripcijskog
faktora MntR i njegove ciljne DNA sekvence. Rezultati simulacija molekulske dinamike (MD)
kompleksa DNA-MntR ukazuju da će doći do odvajanja sastavnica kompleksa ukoliko
zavojnica α3 proteina, odgovorna za prepoznavanje palindromskog slijeda ciljne DNA, nije
položena u blizini središta palindromskog slijeda TTT/AAA pri čemu će posljedično doći do
značajnih fluktuacija molekule DNA. U suprotnom slučaju, dolazi do stvaranja specifičnih
vodikovih veza između proteina i DNA, te su te vodikove veze zastupljene većinu trajanja
simulacije, pri čemu dodatno dolazi i do otvaranja velikog utora.

Sažetak (engleski)

The transcription factor MntR ( Manganese Transport Regulator) is a homodimeric protein in
Bacillus subtilis responsible for the regulation of manganese homeostasis. When in its holoform, that is when the intracellular concentrations of managanese ions are too high, the
transcription factor MntR binds on its target DNA and acts as a repressor. There are few binding
mechanisms by which proteins bind to DNA. However, the one by which our protein of interest
binds to its target DNA is still unknown. In this Diploma Thesis a computational study was
carried out with the aim to contribute to the understanding of the interactions between the
transcription factor MntR and its target DNA sequence. Molecular dynamics (MD) simualtions
revealed that the components of the DNA-MntR complex will seperate if the recognition helix
α3 of the protein is not placed near the center of the palindrome TTT/AAA which will result in
significant fluctuations of the DNA molecule. In the opposite case, during the whole simualtion
specific hydogen bonds are formed accompanied with major groove opening.

• Ključne riječi: homeostaza; metaloregulacija; molekulska dinamika; protein MntR
• Ključne riječi (engleski): homeostasis; metaloregulation; molecular dynamics; MntR protein
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:217:725506
• Projekt: Šifra: IP-2020-02-3446; Naziv: Manganovi metalosenzori; Naziv: Manganese Metallosensors; Kratica: MaMes; Voditelj: Branimir Bertoša; Pravna nadležnost: Hrvatska; Financijer: HRZZ; Linija financiranja: IP
• Studijski program: Naziv: Kemija; smjerovi: istraživački; Smjer: istraživački; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: diplomski; Akademski / stručni naziv: magistar/magistra kemije (mag. chem.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2023-10-13 09:56:09