Strukturna in biokemijska karakterizacija aktinoporinom podobnega proteina MoFa in bakterijskega proteina Cyt2AaŠolinc, Gašper (Avtor) Podobnik, Marjetka (Mentor) Anderluh, Gregor (Komentor) porotvorni proteiniaktinoporinibakterijski citolizinimakromolekularna kristalografijapresevna elektronska mikroskopija pod krio pogojiinterakcije med membranskimi proteini in lipidnimi membranamiUporaba proteinskih nanopor v tehnologijah zaznavanja z nanoporami se je izkazala obetavno za identifikacijo in karakterizacijo molekul. Za podrobno karakterizacijo analitov so potrebne pore z edinstveno prilagojenimi lastnostmi. Da bi razširili nabor razpoložljivih nanopor, smo strukturno in biokemijsko okarakterizirali dva potencialna proteina, ki tvorita pore: aktinoporinom podoben protein MoFa iz korale Orbicella faveolata in citolizin Cyt2Aa iz bakterije Bacillus thuringiensis. MoFa tvori oligomerne pore na lipidnih membranah, ki vsebujejo sfingomielin. Membrano predirajo α-vijačnice, ki se nahajajo na N-koncu. Pora je proteinsko-lipidni kompleks lijakaste oblike, kjer je na poro, sestavljeno iz osmih protomerov MoFa vezanih vsaj 112 lipidov. V doktorski disertaciji smo kvantificirali interakcije protein-lipid ter z uporabo simulacij molekulske dinamike pokazali, da pora omeji gibanje okoliških membranskih lipidov. Ugotovili smo tudi, da poleg oktamernih por, MoFa tvori tudi heptamerne in nonamerne pore, katerih trdimenzionalne strukture smo določili s krio-elektronsko mikroskopijo. Stehiometrija por je delno odvisna od sestave lipidnih membran. Na podlagi struktur por smo zasnovali nove različice le-teh v namene uporabe teh por za zaznavanje analitov. V nasprotju z MoFa pa Cyt2Aa, ko je izpostavljen lipidni membrani, ne tvori por, temveč nitaste oligomere. Naši rezultati kažejo, da Cyt2Aa ne deluje kot klasičen porotvorni protein in ne tvori obročastih por, temveč poruši integriteto membrane podobno, kot detergenti, z raztapljanjem. Tvorbo nitastih oligomerov Cyt2Aa sproži tudi stik proteina z detergenti. Cyt2Aa filamenti imajo zmanjšano hemolitično aktivnost in niso primerni za uporabo zaznavanja z nanoporami. Glavni rezultat tega dela so različne strukture por MoFa in na novo oblikovane različice, ki zagotavljajo odlično izhodišče za prihodnji razvoj aplikacij za zaznavanje.20242024-10-25 07:15:15Doktorsko delo/naloga164419VisID: 248434COBISS_ID: 212951043sl