Uloga aminoacil-tRNA-sintetaza u staničnom odgovoru na oksidacijski stres

doktorski rad

• Naslov (engleski): The role of aminoacyl-tRNA synthetases in cellular oxidative stress response
• Autor: Valentina Ević
• Mentor: Jasmina Rokov Plavec (mentor)
• Član povjerenstva: Ivana Ivančić Baće (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Ivana Leščić Ašler (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Morana Dulić (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Prirodoslovno-matematički fakultet; (Kemijski odsjek); Zagreb
• Datum i država obrane: 2024-03-07, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: PRIRODNE ZNANOSTI; Kemija
• Univerzalna decimalna klasifikacija (UDC): 54 - Kemija. Kristalografija. Mineralogija

Sažetak

Aminoacil-tRNA-sintetaze (AARS) su enzimi koji kataliziraju nastanak kovalentne veze između pripadne aminokiseline i tRNA pri čemu nastaje aminoacil-tRNA, supstrat u procesu translacije. Citosolne AARS zbog redukcijskog okoliša inače nemaju disulfidnu vezu, no pronađena je u kristalnoj strukturi citosolne seril-tRNA-sintetaze (SerRS) iz biljke Arabidopsis thaliana. U ovom radu dizajnirane su jednostruko (SerRS_C213S, SerRS_C244S) i dvostruko mutirane inačice (SerRS_C213S/C244S) i pokazano je da dolazi do reverzibilnog nastajanja disulfidne veze što omogućuje enzimu nepromijenjenu aktivnost u oksidacijskom stresu. Također je istražen utjecaj mistranslacije uzrokovane ugradnjom valina (Val) ili norvalina (Nva) umjesto izoleucina na odgovor na oksidacijski stres. U tu svrhu korišteni su sojevi bakterije Escherichia coli koji eksprimiraju izoleucil-tRNA-sintetazu s inaktiviranom domenom za popravak pogreške (PS7066 i ED-). Rezultati su pokazali da prethodni uzgoj stanica u mistranslatirajućim uvjetima do stacionarne faze uzrokuje bolje preživljenje i rast u oksidacijskom stresu u odnosu na stanice koje nisu rasle u mistranslatirajućim uvjetima. Nadalje, uočeno je da uzgoj stanica s inaktiviranim RpoS-om u mediju s višim koncentracijama valina ili norvalina izaziva adaptaciju na oksidacijski stres koja je neovisna o RpoS-u, dok stanice uzgojene pri nižim koncentracijama valina ili norvalina ne preživljavaju u uvjetima oksidacijskog stresa.

Sažetak (engleski)

Aminoacyl-tRNA synthetases (AARS) are enzymes that catalyze covalent bond formation between cognate amino acid and tRNA to produce aminoacyl-tRNA - substrate in the translation process. Due to the reductive environment, cytosolic AARSs do not have disulfide bonds, however, one was found in the crystal structure of cytosolic seryl-tRNA synthetase (SerRS) from the plant Arabidopsis thaliana. In this study, point (SerRS_C213S, SerRS_C244S) and double mutants (SerRS_C213S/C244S) were designed and it was shown that the reversible disulfide bond formation allows unchanged enzyme activity under oxidative stress. Also, the effect of isoleucine-to-valine (Val) or norvaline (Nva) mistranslation on oxidative stress response was investigated. For this purpose, Escherichia coli strains expressing isoleucyl-tRNA synthetase with a mutation in the editing domain were used (PS7066 and ED-). The results show that prior cell growth in mistranslating conditions to stationary phase leads to higher survival and growth rates under oxidative stress compared to cells that were not grown in mistranslating conditions. Furthermore, it was shown that prior growth of cells with inactivated RpoS in media with higher concentrations of Val or Nva leads to adaptation to oxidative stress that is RpoS- independent, while the cells grown with lower concentrations of Val or Nva do not survive in oxidative stress conditions.

• Ključne riječi: aminoacil-tRNA-sintetaza; disulfidna veza; izoleucil-tRNA-sintetaza; mistranslacija; odgovor na stres; oksidacijski stres; seril-tRNA-sintetaza
• Ključne riječi (engleski): minoacyl-tRNA synthetase; disulfide bond; isoleucyl-tRNA synthetase; mistranslation; stress response; oxidative stress; seryl-tRNA synthetase
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:217:345036
• Datum promocije: 2024
• Projekt: Šifra: IP-2016-06-6272; Naziv: Aminoacil-tRNA-sintetaze kao čuvari standardnog genetičkog koda; Naziv: Aminoacyl-tRNA synthetases as gatekeepers of the standard genetic code; Kratica: AARSCODE; Voditelj: Ita Gruić-Sovulj; Pravna nadležnost: Hrvatska; Financijer: Hrvatska zaklada za znanost; Linija financiranja: Research Projects
• Projekt: Šifra: DOK-2018-09-1578; Naziv: Projekt razvoja karijera mladih istraživača - izobrazba novih doktora znanosti, mentor: J. Rokov Plavec; Naziv: Young Researchers’ Career Development Project - training new doctoral students, mentor: J. Rokov Plavec; Kratica: DOK-2018-09-Rokov Plavec; Voditelj: Jasmina Rokov Plavec; Pravna nadležnost: Hrvatska; Financijer: Hrvatska zaklada za znanost; Linija financiranja: Young Researchers’ Career Development Project - Training New Doctoral Students
• Studijski program: Naziv: Kemija; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: doktorski studij; Akademski / stručni naziv: doktor/doktorica u području prirodnih znanosti (dr. sc. natur.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Opseg: 130, XXXIII str. ; 30 cm
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Rad dostupan nakon; Datum isteka embarga: 2026-03-07
• Datum i vrijeme pohrane: 2024-03-11 12:23:39