Optimizacija ekspresije i pročišćavanja atipičnih arginil-tRNA-sintetaza

diplomski rad

• Naslov (engleski): Optimization of expression and purification of atypical arginyl-tRNA-synthetases
• Autor: Karla Knežević
• Mentor: Ita Gruić Sovulj (mentor)
• Član povjerenstva: Ita Gruić Sovulj (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Ivana Kekez (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Iva Juranović Cindrić (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: 2024-09-05, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: PRIRODNE ZNANOSTI; Kemija

Sažetak

Arginil-tRNA-sintetaza (ArgRS) je enzim koji katalizira nastajanje arginil-tRNA, supstrata za biosintezu proteina, u dva koraka: aktivacija arginina pomoću ATP-a te njegovo prenošenje na tRNAArg. Razred aminoacil-tRNA-sintetaza (aaRS) kojemu pripada ArgRS karakterizira očuvana struktura katalitičke domene s dva kanonska motiva, His-hidrofobna aminokiselina-Gly-His (HXGH) i Lys-Met-Ser-Lys-Ser (KMSKS), koji sudjeluju u interakciji s ATP-om te adenilatnim međuproduktom. U literaturi su opisane aaRS s atipičnim motivom HXGH koje posjeduju poboljšana svojstva poput hiperrezistencije na antibiotik. U sklopu ovog diplomskog rada odabrana su dva organizma čije su se atipične ArgRS proučavale: Symbiobacterium thermophilum čija ArgRS umjesto kanonskog motiva HXGH posjeduje motiv Val-Leu-Val-Gln (VLVQ), te Herpetosiphon aurantiacus u čijem se genomu nalaze dva gena za ArgRS: jedan posjeduje kanonski motiv His-Val-Gly-His (HVGH) dok drugi protein ima atipični motiv Arg-Val-Asp-His (RVDH). Svrha ovog istraživanja je optimizacija ekspresije i pročišćavanja arginil-tRNA-sintetaza s atipičnim motivom HXGH te proučavanje kinetike enzimski katalizirane reakcije aminoacilacije. Pronađeni su uvjeti optimalne ekspresije i pročišćavanja ArgRS iz S. thermophilum i H. aurantiacus (HVGH). Proteini aminoaciliraju pripadnu tRNAArg sličnom brzinom. Atipična ArgRS iz H. aurantiacus (RVDH) sklona je agregaciji te nije uspješno pročišćena i kinetički okarakterizirana.

Sažetak (engleski)

Arginyl-tRNA synthetase (ArgRS) catalyzes the formation of arginyl-tRNA, a substrate for protein biosynthesis by a two-step mechanism: ATP-dependant activation of arginine which is followed by arginine transfer to tRNA. The class of aminoacyl tRNA synthetases (aaRS) to which ArgRS belongs is characterized by a conserved catalytic fold containing two canonical motifs which interact with ATP and the adenylate intermediate, His-hydrophobic aminoacid- Gly-His (HXGH) and Lys-Met-Ser-Lys-Ser (KMSKS). Research shows that the aaRS containing the atypical HXGH motif possesses enhanced properties such as hyper-resistance to antibiotics. This research aims to find the optimal conditions for the expression and purification of atypical ArgRS from Symbiobacterium thermophilum and Herpetosiphon aurantiacus. The former's ArgRS possesses the Val-Leu-Val-Gln (VLVQ) motif and the latter's genome has two genes for ArgRS. The primary ArgRS has the canonical His-Val-Gly-His (HVGH) motif but the secondary has the atypical Arg-Val-Asp-His (RVDH) motif. Optimal conditions for expression and purification of S. thermophilum and canonical ArgRS from H. aurantiacus were found. Kinetic characterisation shows that these enzymes have similar aminoacylation rates. H. aurantiacus ArgRS with the atypical RVDH motif is prone to foming soluble aggregates and hence was not successfully purified and kinetically characterized.

• Ključne riječi: aminoaciliranje; arginil-tRNA-sintetaza; atipični motivi; optimizacija
• Ključne riječi (engleski): aminoacylation; arginyl-tRNA syntethase; atypical motifs; optimization
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:217:646127
• Projekt: Šifra: IP-2022-10-1400; Naziv: Istraživanja aminoacil-tRNA-sintetaza kao antibiotskih meta i mehanizama kojima razvijaju rezistenciju; Naziv: Investigation of aminoacyl-tRNA syntetases as targets for antibiotics and how they develop resistance mechanisms; Kratica: ARSTARE; Voditelj: Ita Gruić-Sovulj; Pravna nadležnost: Hrvatska; Financijer: Hrvatska zaklada za znanost; Linija financiranja: Research Projects
• Studijski program: Naziv: Kemija; smjerovi: Istraživački; Smjer: Istraživački; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: diplomski; Akademski / stručni naziv: sveučilišni/a magistar/magistra kemije (univ. mag. chem.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2024-10-10 13:56:46