Study of the differences in the architecture of the binding pockets of two major MDR pumps of yeast Saccharomyces cerevisiae, Pdr5p and Snq2p, using their common substrates

Abstract

Mnohonásobná lieková rezistencia (multidrug resistance, MDR) je zodpovedná za po- kles účinnosti liekov na patogénnych mikroorganizmoch alebo nádorových ochoreniach. Jeden z mechanizmov mnohonásobnej liekovej rezistencie je export liekov z bunky pomo- cou membránových transportérov - púmp. Hlavné MDR pumpy kvasinky Saccharomyces cerevisiae sú Pdr5p a Snq2p, ktoré majú vysokú aminokyselinovú sekvenčnú podobnosť. Táto práca sa sústredí na rozdiely týchto púmp, ich väzobné kapsy a ich usporiadanie. Väzobná kapsa pumpy Pdr5p je lepšie preskúmaná, porovnanie výsledkov z merania me- dzi pumpou Pdr5p a Snq2p vedie k rozšíreniu znalosti o väzobnej kapse Snq2p. Pomocou zónového testu určíme spoločné substráty púmp, ketokonazol a bifonazol. Tieto substráty použijeme v meraní pomocou metódy potenciometrickej fluorescenčnej sondy diS-C3(3). Z výsledkov sme zistili, že väzobná kapsa Snq2p má viac väzobných miest. Väzobné kapsy Pdr5p a Snq2p sa navzájom líšia vo väzobných miestach a ich konformá- cii. Avšak konformácia oboch púmp je dynamická, k čomu sme dospeli z výsledkov po pridaní glukózy k bunkám na dodanie energie. 1

Multidrug resistance (MDR) is responsible for the decrease in drug effectiveness on pathogenic microorganisms or tumours. One of the mechanisms of multidrug resistance is drug transport out of the cell (efflux) by membrane transporters - pumps. Main MDR pumps of a yeast species Saccharomyces cerevisiae are Pdr5p and Snq2p, who share high amino acid sequence identity. This thesis focuses on the differences of these pumps, their binding pockets and their arrangement. The binding pocket of Pdr5p is better researched and comparing the results with those of pump Snq2p leads to broader knowledge about the binding pocket of Snq2p. We use disc diffusion assay to determine common substrates of both pumps, ketoconazole and bifonazole. These substrates are used in potentiometric fluorescent probe diS-C3(3) assay. Results of these experiments lead us to the findings that the binding pocket of Snq2p has multiple binding sites. Binding pockets of pump Pdr5p and Snq2p differ in binding sites and their conformation. However, the conformation of both pumps is dynamic, which has been shown after the addition of glucose to supply the pumps with energy. 1