izpis_h1_title_alt

Sistem za detekcijo homogeno glikoziliranih proteinov na osnovi glikoziltransferaze MGAT-1
ID Kumek, Maks (Avtor), ID Pavšič, Miha (Mentor) Več o mentorju... Povezava se odpre v novem oknu

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (3,69 MB)
MD5: 4F87ACAC46ECFEC21B635DB7A5EF1508

Izvleček
Skozi vse domene življenja predstavlja glikozilacija pomemben biološki proces, ki uravnava lastnosti proteinov. Končni produkti procesa glikozilacije so še posebej pomembni za obstoj večceličnih organizmov, saj se vključujejo v procese signalizacije, imunskega odziva, celične adhezije ipd. Čeprav je delo z glikani obetavno za nova odkritja medicine, biokemije, farmakologije in glikobiologije, predstavlja kompleksnost celotnega glikanskega gozda velik izziv v raziskavah. Razvoj primernih metod detekcije glikanov je tako ključen za razumevanje glikoma. Čeprav se pri določanju zaporedji in struktur oligosaharidov najpogosteje uporabljajo destruktivni pristopi (masna spekrometrija, izoelektrično fokusiranje, kapilarna elektroforeza ipd.), se je zadnja desetletja uveljavila tudi uporaba t. i. glikan-vezavnih sond. Pri tej metodi se predvsem uporabljajo lektini in protitelesa, ki vežejo oligosaharide. Obe skupini proteinov imata svoje prednosti in slabosti, ki določajo njuno uporabnost. V diplomski nalogi smo raziskovali možnost pridobitve tretje skupine glikan-vezavnih sond, temelječih na modificiranih glikoziltransferazah. Osredotočili smo se na N-acetilglukozaminiltransferazo I, ključni encim v sintezni poti N-glikanov. Da bi ugotovili smiselnost priprave in vitro sistema za detekcijo homogeno glikoziliranih proteinov na osnovi te glikoziltransferaze, smo se poslužili številnih in silico bioinformatskih pristopov. Tekom dela smo razvili metodologijo za računalniško napoved vezave oligosaharidnih ligandov v glikan-vezavne proteine in s tem pridobili informacije o našem proteinu, do katerih še ni bilo mogoče priti s kristalografskimi pristopi. Dokazali smo, da se nastajajoče glikanske skupine glikoproteinov najverjetneje vežejo v encim, tako da se reducirajoč konec glikanov usmeri proti gibljivi zanki katalitičnega mesta. Uspeli smo pokazati, da smo izbrali smiselne modifikacije izhodiščnega zapisa za humano N-acetilglukozaminiltrasferazo I. S skrajšanjem uporabljenega zapisa smo natančneje napovedali strukturo globularne katalitične domene, z mutacijo katalitičnega ostanka D289 v alanin pa smo vzpostavili številne interakcije z glikanom, ki jih protein tvori šele pri vezavi obeh substratov. Poleg tega smo pridobili izhodišča (v obliki kompozitnih mrež) za nadaljnje modifikacije, ki lahko služijo izboljšavi naših sintetičnih glikan-vezavnih sond v prihodnosti.

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:N-acetilglukozaminiltransferaza I, kompozitne mreže, glikan-vezavne sonde
Vrsta gradiva:Diplomsko delo/naloga
Tipologija:2.11 - Diplomsko delo
Organizacija:FKKT - Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo
Leto izida:2021
PID:20.500.12556/RUL-129282 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:76014083 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:01.09.2021
Število ogledov:1039
Število prenosov:112
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:MGAT-1 based detection system for homogeneously glycosylated proteins
Izvleček:
Throughout all domains of life, glycosylation represents an important biological process that regulates the properties of proteins. The end products of glycosylation are especially important for the existence of multicellular organisms, as glycoprotein are involved in the processes of signaling, immune response, cell adhesion, etc. Although the study of glycans is promising for new discoveries in medicine, biochemistry, pharmacology, and glycobiology, the complexity of the glycan forest as a whole poses major challenges for research in this field. The development of appropriate glycan detection methods is crucial in understanding the glycome. Although destructive approaches to determining the sequences and structures of oligosaccharides (mass spectrometry, isoelectric focusing, capillary electrophoresis, etc.) are most commonly used, the use of so called glycan-binding probes has also been well established in recent decades. This method mainly uses lectins and antibodies that bind oligosaccharides. Both groups of proteins have their advantages and disadvantages that determine their usefulness. In this thesis, we inquired about the possibility of obtaining a third group of glycan-binding probes through the use of modified glycosyltransferases. We focused on N-acetylglucosaminyltransferase I, a key enzyme in the synthesis pathway of N-glycans. To determine the feasibility of preparing an in vitro system for the detection of homogeneously glycosylated proteins based on this glycosyltransferase, we used a number of in silico bioinformatics approaches. Throughout the course of our work, we developed a methodology for computer prediction of the binding of oligosaccharide ligands to glycan-binding proteins. Thus destilling information about our protein, which had not yet been obtained by crystallographic approaches. We have shown that the forming glycan moieties of glycoproteins are most likely to bind to our enzyme by directing their reducing ends towards the flexible loop of the catalytic site. We were able to show that we selected meaningful modifications to the initial sequence for human N-acetylglucosaminyltransferase I. By shortening the sequence, we were able to predict the catalytic domain with higher accuracy, and by mutating its catalytic residue D289 to alanine, we regained numerous interactions, which the protein forms only upon binding both substrates. In addition, we procured starting points (in the form of composite interaction networks) for further modifications that could serve to improve our synthetic glycan-binding probes.

Ključne besede:N-acetylglucosaminetransferase I, composite networks, glycan-binding probes

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj