Kinetická analýza enzymové aktivity modelových hemových senzorových proteinů

Abstract

CZ Předkládaná disertační práce se zabývá studiem hemových senzorových proteinů, které detekují plynné molekuly. Tyto proteiny se nachází především v bakteriálních systémech, kde se podílí na regulaci procesů, jako např. sporulace, rezistence k antibiotikům a další. Hemové senzorové proteiny jsou tvořeny dvěma doménami - senzorovou, která obsahuje molekulu hemu, jenž interakcí s plynnými molekulami ovlivňuje aktivitu druhé, funkční domény. Součástí této práce je rešerše, která shrnuje poznatky ohledně problematiky hemových senzorů. V další části jsme se zaměřili na studium tří senzorových hemoproteinů, a to histidinkinasy AfGcHK, diguanylátcyklasy YddV a fosfodiesterasy EcDOS. Hlavním cílem předkládané práce bylo objasnit mechanismus intraproteinového/interdoménového přenosu signálu u hemových senzorových proteinů s globinovým uspořádáním senzorové domény (AfGcHK a YddV) s použitím kinetické analýzy enzymové aktivity a metod strukturní biologie. Dalším cílem bylo prozkoumat interproteinový přenos signálu mezi proteinem AfGcHK a jeho interakčním partnerem RR proteinem. V neposlední řadě byl zkoumán vlivu sulfidu sodného na katalytické vlastnosti proteinů EcDOS, AfGcHK. Výsledky kinetické analýzy odhalily, že redukce hemového železa a absence hemu v senzorové doméně výrazně snižuje enzymovou aktivitu...

EN This Ph.D. thesis focuses on the heme containing gas sensor proteins. These proteins are predominantly present in bacteria, in which play an important role in processes like, sporulation, antibiotic resistance and so on. Heme containing sensor proteins composed of two domains. First one is a globin domain, which contains the heme molecule. Interaction of heme with gas molecule acts as a signal for the activation/inactivation of the second functional domain. Part of this thesis is formed by a review, which summarized the current knowledge about heme containing sensor proteins. In the next part of this thesis we focused on three representatives from the group of oxygen sensor proteins - histidine kinase AfGcHK, diguanylate cyclase YddV and phosphodiesterase EcDOS. The main aim of this thesis was to solve the mechanism of interdomain/intraprotein signal transduction in two oxygen sensor proteins with globin fold of their sensor domain (AfGcHK, YddV). For this purpose, we used the kinetic analysis of their functional domain activity and the methods of structural biology. We also studied the mechanism of interprotein signal transduction in AfGcHK and its cognate partner RR protein. It was also tested, how the presence of sodium disulfide affects the functional properties of oxygen sensor proteins...