REAL

Összefüggés a fehérjék stabilitása, konformációs flexibilitása és működése között = Relationship between stability, conformational flexibility and function of proteins

Závodszky, Péter and Barna, László and Csala, Zoltán and Hajdú, István and Kamondi, Szilárd and Kulcsár, Péter and Németh, Attila and Szilágyi, András (2008) Összefüggés a fehérjék stabilitása, konformációs flexibilitása és működése között = Relationship between stability, conformational flexibility and function of proteins. Project Report. OTKA.

[img]
Preview
PDF
46412_ZJ1.pdf

Download (650Kb)

Abstract

Homológ hőkedvelő, mezofil és hidegtűrő enzimek sorozatainak szerkezeti, szerveződési (folding) és funkcionális (reakció kinetikai) összehasonlító vizsgálatát végeztük el. A katalitikus reakció enzimkinetikai paramétereinek a hőmérséklet és a konformációs fluktuációk (relaxációs spektrum) függvényében történő analízisével megállapítottuk, hogy a gliceraldehid-3-foszfát dehidrogenáz enzim alegységei közötti allosztérikus jeltovábbításban a molekula dinamikus tulajdonságainak meghatározó szerepe van. A több doménből álló modellfehérjék (IPMDH, PGK) esetében feltártuk a doménzáródás atomi szintű lépéseinek összefüggését a katalitikus folyamat egyes elemeivel. A fehérjék folding-refolding folyamatainak kinetikai analízísével több, a hőstabilitás mechanizmusát értelmező új megállapítást tettünk. Vizsgáltuk a Thermotoga maritima eubaktériumból származó, hasonlóságot mutató termofil és hipertermofil xilanázok hőstabilitása közötti különbség szerkezeti hátterét. Irányított family shuffling segítségével számos kiméra enzimet állítottunk elő a két vad típusú xilanázból. A termofil xilanáz enzim terminális régióit lecserélve a hipertermofil xilanáz enzim terminális régióira, a termofil enzim hőstabilitását 12 oC-kal megnöveltük. A létrehozott kiméra konstrukciók arra világítottak rá, hogy a terminális régiók közötti kölcsönhatás stabilizálásával megnövelhető azon fehérjék hőstabilitása, amelyek terminális régiói megfelelő közelségben találhatóak. | Comparative structural, folding and functional studies were completed using sets of homologous thermophilic, mesophilic, and psychrotropic enzymes. It was revealed that the dynamic features of the enzyme molecule are essential for the mechanism of intramolecular, allosteric signal transduction between subunits of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase. The steps of domain closure, at the atomic level, were related to individual elements of the catalytic process in the case of multidomain enzymes (IPMDH, PGK). A novel mechanistic interpretation was developed based on kinetic analyses of folding-refolding processes. The structural background of the difference in heat stabilities between homologous thermophilic and hyperthermophilic xylanases from Thermotoga maritima was studied. Several chimeric constructs of the two parental enzymes were produced by directed family shuffling. A significant increase in heat stability was achieved in the case of one construct. Exchanging the terminal regions of the thermophilic enzyme by the respective fragments of the hyperthermophilic xylanase, the heat stability of the enzyme increased by 12 oC. Characterization of chimeric constructs showed that the interactions between terminal regions have an important role in stabilizing protein structure, and based on this observation, heat stability can be increased in proteins in which the terminal regions are in close proximity.

Item Type: Monograph (Project Report)
Uncontrolled Keywords: Biofizika
Subjects: Q Science / természettudomány > QH Natural history / természetrajz > QH301 Biology / biológia > QH3020 Biophysics / biofizika
Depositing User: Mr. Andras Holl
Date Deposited: 08 May 2009 11:00
Last Modified: 30 Nov 2010 18:05
URI: http://real.mtak.hu/id/eprint/1422

Actions (login required)

View Item View Item