<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<Gradivo ID="142887" NadgradivoID="0" NRID="17238881" OceID="0" DomainUrl="https://repozitorij.uni-lj.si/" IzpisPolniUrl="https://repozitorij.uni-lj.si/IzpisGradiva.php?lang=slv&amp;id=142887" StOgledov="1653" StPrenosov="341" StOcen="0" VsotaOcen="0" DatumIzvoza="2026-09-09 12:36:43" OcenaSkupna="0" StPodgradiv="0" StudijskiProgramEvsID="1000371" JeIndeksirano="0" JeVecAvtorjev="0" DovoliZahtevkeZaDostop="0">
  <PID Url="http://hdl.handle.net/20.500.12556/RUL-142887">20.500.12556/RUL-142887</PID>
  <Naslov>Racionalno načrtovanje in priprava dimernih variant človeškega katepsina B</Naslov>
  <Podnaslov></Podnaslov>
  <TujJezik_Naslov>Rational design and preparation of dimeric variants of human cathepsin B</TujJezik_Naslov>
  <TujJezik_Podnaslov></TujJezik_Podnaslov>
  <Opis>Namen proteinskega inženiringa je priprava mutantnih proteinov, ki so v primerjavi z 
izvirnikom izboljšani ali kakorkoli modificirani v skladu z našimi potrebami. V okviru 
diplomske naloge smo z racionalnim pristopom proteinskega inženiringa želeli pripraviti 
homodimerno varianto človeškega katepsina B, ki je sicer monomerna papainu podobna 
cisteinska peptidaza. V naravi se proteini namreč nahajajo predvsem v homodimerni in 
homotetramerni obliki zaradi manjše topilu dostopne površine, ki poveča njihovo stabilnost. 
V primeru encimov lahko z oligomerizacijo potencialno izboljšamo njihovo afiniteto do 
substratov in hkrati dosežemo višjo lokalno koncentracijo aktivnih mest.
Z uporabo prostodostopnih bioinformatskih orodij smo identificirali potencialne 
interakcijske ostanke na površini katepsina B ter z molekulskim umeščanjem in silico 
ustvarili model homodimera, ki je v stični površini med podenotama vseboval identificirane 
ostanke. Stično površino smo optimizirali z uvedbo treh hidrofobnih substitucij (H45W, 
N149F in K166W), s katerimi smo izboljšali stabilnost kompleksa ter povečali zakopano 
površino med podenotama. S simulacijami molekulske dinamike smo potrdili, da v vodnem 
topilu načrtan trojni mutant tvori stabilen homodimer.
In silico ugotovitve smo nato želeli ovrednotiti še in vitro. Z mestno-specifično mutagenezo 
smo pripravili tri mutantne zapise za človeški prokatepsin B. Prvi je vseboval mutacijo za 
substitucijo K166W (enojni mutant), drugi K166W ter H45W (dvojni mutant) in tretji
K166W, H45W ter N149F (trojni mutant). Vse tri mutante smo uspešno izolirali v topni 
obliki ter jim po aktivaciji določili njihove Michaelis-Mentenine konstante za sintetični 
substrat Z-FR-AMC (25 °C, 100 mM NaOAc, pH 5,5, 1mM EDTA, 5 mM DTT): 136 ± 10 
µM za enojnega mutanta, 55 ± 6 µM za dvojnega mutanta in 45 ± 4 µM za trojnega 
mutanta. V zadnjem delu diplomske naloge smo z gelsko izključitveno kromatografijo 
poskusili določiti oligomerno stanje aktiviranih mutantov, kjer smo samo za enojnega 
mutanta nedvoumno lahko trdili, da se nahaja v monomerni obliki.</Opis>
  <TujJezik_Opis>The aim of protein engineering is to create mutant proteins which, in comparison to their 
wild type counterparts, are enhanced or in any way modified to fit our needs. In this thesis 
we attempted to construct a homodimeric variant of human cathepsin B through the 
application of basic rational protein engineering principles. Most proteins found in nature 
are homooligomers, namely homodimers and homotetramers. Oligomeric proteins have a 
smaller solvent-accessible surface than monomers and as a result manage to achieve greater 
overall stability. In an enzymatic context oligomerization could potentially enhance 
substrate affinity while simultaneosly increasing the local concentration of active sites.
With the use of freely available bioinformatic tools we successfully identified potential 
interactive residues on the surface of cathepsin B. Using molecular docking we then 
predicted the homodimeric structure by engaging the determined interactive residues in the 
contact surface between the two subunits. In the next step we optimized the model&#039;s contact 
surface by introducing three hydrophobic substitutions (H45W, N149F and K166W), 
thereby increasing the overall stability and buried surface area of the complex. Lastly we 
performed molecular dynamics simulations in an aqueous solvent and confirmed that our in 
silico-designed triple mutant does indeed form a stable homodimer.
We then attempted to assess our in silico findings experimentally. By applying PCR site-directed mutagenesis we successfully prepared three plasmid vectors each containing a 
mutated human procathepsin B sequence. The first one contained mutations resulting in a 
single substitution (K166W), the second two (H45W and K166W) and the third three 
(H45W, K166W and N149F). Succeding expression we successfully isolated all mutants in 
soluble form and determined their respective Michaelis-Menten constants for the synthetic 
substrate Z-FR-AMC (25 °C, 100 mM NaOAc, pH 5,5, 1mM EDTA, 5 mM DTT): 136 ± 
10 µM for the single mutant, 55 ± 6 µM for the double mutant and 45 ± 4 µM for the triple 
mutant. Lastly we sought to determine the oligomeric state of our mutants through size-exclusion chromatography – here we were only able to determine that our single mutant is 
present as a monomer, while the oligomeric state of the other mutants remains ambiguous.</TujJezik_Opis>
  <KljucneBesede>
    <Beseda>oligomerizacija</Beseda>
    <Beseda>proteinski inženiring</Beseda>
    <Beseda>katepsini</Beseda>
  </KljucneBesede>
  <TujJezik_KljucneBesede>
    <Beseda>oligomerization</Beseda>
    <Beseda>protein engineering</Beseda>
    <Beseda>cathepsins</Beseda>
  </TujJezik_KljucneBesede>
  <Potrjeno>true</Potrjeno>
  <JeZaklenjeno>false</JeZaklenjeno>
  <JeRecenzirano>false</JeRecenzirano>
  <Zaloznik></Zaloznik>
  <Izvor></Izvor>
  <Jezik ID="1060" ISO639-3="slv">Slovenski jezik</Jezik>
  <TujJezik ID="1033" ISO639-3="eng">Angleški jezik</TujJezik>
  <Povezave></Povezave>
  <Pokrivanje></Pokrivanje>
  <CasovnoPokritje></CasovnoPokritje>
  <AvtorskePravice></AvtorskePravice>
  <VrstaGradiva ID="mb11" DRIVER="info:eu-repo/semantics/bachelorThesis">Diplomsko delo/naloga</VrstaGradiva>
  <DatumVstavljanja>2022-11-30 13:05:00</DatumVstavljanja>
  <DatumObjave>2022-11-30 13:05:11</DatumObjave>
  <DatumSpremembe>2022-12-22 11:45:35</DatumSpremembe>
  <DatumTrajnegaHranjenja>0000-00-00 00:00:00</DatumTrajnegaHranjenja>
  <LetoIzida>2022</LetoIzida>
  <LetoIzidaDo>0</LetoIzidaDo>
  <KrajIzida></KrajIzida>
  <LetoIzvedbe>0</LetoIzvedbe>
  <KrajIzvedbe></KrajIzvedbe>
  <Opomba></Opomba>
  <StStrani></StStrani>
  <StevilcenjeNivo1></StevilcenjeNivo1>
  <StevilcenjeNivo2></StevilcenjeNivo2>
  <Kronologija></Kronologija>
  <Patent_Stevilka></Patent_Stevilka>
  <Patent_DatumVeljavnosti>0000-00-00</Patent_DatumVeljavnosti>
  <VerzijaDokumenta>NiDoloceno</VerzijaDokumenta>
  <StatusObjaveDrugje>NiDoloceno</StatusObjaveDrugje>
  <VrstaStroskaObjave>NiDoloceno</VrstaStroskaObjave>
  <DatumPoslanoVRecenzijo>0000-00-00</DatumPoslanoVRecenzijo>
  <DatumSprejetjaClanka>0000-00-00</DatumSprejetjaClanka>
  <DatumObjaveClanka>0000-00-00</DatumObjaveClanka>
  <EmbargoDo></EmbargoDo>
  <VrstaEmbarga ID="1" Naziv="Takojšnja javna objava" OpenAIREDostop="openAccess"></VrstaEmbarga>
  <Osebe>
    <Oseba ID="120448" Ime="Erik" Priimek="Putar" AltIme="" VlogaID="70" VlogaNaziv="Avtor" ConorID="" Afiliacija="" ArrsID="0" ORCID=""></Oseba>
    <Oseba ID="87486" Ime="Marko" Priimek="Novinec" AltIme="" VlogaID="991" VlogaNaziv="Mentor" ConorID="" Afiliacija="" ArrsID="0" ORCID=""></Oseba>
  </Osebe>
  <Identifikatorji>
    <Identifikator ID="16" Sifra="VisID" Naziv="VisID" URL="">22056</Identifikator>
    <Identifikator ID="3" Sifra="CobissID" Naziv="COBISS_ID" URL="https://plus.cobiss.net/cobiss/si/sl/bib/135080707">135080707</Identifikator>
  </Identifikatorji>
  <Datoteke>
    <Datoteka ID="164426" DatotekaNRID="12577825" NamenDatotekeID="2" NamenDatoteke="Predstavitvena datoteka" FormatDatotekeID="2" FormatDatoteke=".pdf" MIME="application/pdf" IkonaFormata="pdf.png" IkonaFormataPolniUrl="https://repozitorij.uni-lj.si/teme/rulDev/img/fileTypes/pdf.png" VelikostDatoteke="2084395" VelikostDatotekeKratko="1,99 MB" DatumVstavljanja="2022-11-30 13:05:12" JeZbrisana="false" JeJavnoVidna="true" JeIndeksirana="true" JeVidno="true" VidnoOd="01.01.1970" Zaporedje="0">
      <Naziv>Putar_Erik_-_Racionalno_nacrtovanje_in_priprava_dimernih_variant_cloveskega_katepsina_B.pdf</Naziv>
      <OrgNaziv>Putar_Erik_-_Racionalno_nacrtovanje_in_priprava_dimernih_variant_cloveskega_katepsina_B.pdf</OrgNaziv>
      <URL></URL>
      <Opis></Opis>
      <OpisTujJezik></OpisTujJezik>
      <UrlObdelave></UrlObdelave>
      <FrekvencaAzuriranjaID>1</FrekvencaAzuriranjaID>
      <Verzija></Verzija>
      <MD5>831E8B526DCA5BEE0635CE1D6549FFCD</MD5>
      <SHA256>62b9fa8c4aaa11107f468b245001d1e9ca3dbc0d6cf981d19cfd5c4ff6b24b63</SHA256>
      <UUID>18bbc5fc-70a7-11ed-9c94-00155dcfd717</UUID>
      <PID></PID>
      <PrenosPolniUrl>https://repozitorij.uni-lj.si/Dokument.php?lang=slv&amp;id=164426</PrenosPolniUrl>
      <Vsebine>
        <Vsebina TipVsebine="GoloBesedilo" JezikID="1060" Oznaka="" Dolzina="80080"></Vsebina>
      </Vsebine>
    </Datoteka>
  </Datoteke>
  <Organizacije>
    <Organizacija OrganizacijaID="10" Kratica="FKKT" ZavodEvsID="0000063" Logo="" LogoPolniUrl="https://repozitorij.uni-lj.si/teme/rulDev/img/logo/">Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo </Organizacija>
  </Organizacije>
  <OrganizacijeVira>
  </OrganizacijeVira>
  <MetodeZbiranjaPodatkov>
  </MetodeZbiranjaPodatkov>
  <TipologijaDela ID="2.11" Koda="2.11" Naziv="Diplomsko delo" SchemaOrg="Thesis"></TipologijaDela>
  <Ostalo>
    <StIrodsDatotek>0</StIrodsDatotek>
    <StDatotekPodTrajnimEmbargom>0</StDatotekPodTrajnimEmbargom>
    <StDatotekZOmejenimDostopom>0</StDatotekZOmejenimDostopom>
  </Ostalo>
</Gradivo>
