Factors affecting gene expression in Bacillus subtilis
Faktory ovlivňující genovou expresi u Bacillus subtilis
dizertační práce (OBHÁJENO)
Zobrazit/ otevřít
Trvalý odkaz
http://hdl.handle.net/20.500.11956/124722Identifikátory
SIS: 144171
Kolekce
- Kvalifikační práce [19109]
Autor
Vedoucí práce
Oponent práce
Vopálenský, Václav
Vohradský, Jiří
Fakulta / součást
Přírodovědecká fakulta
Obor
Molekulární a buněčná biologie, genetika a virologie
Katedra / ústav / klinika
Katedra genetiky a mikrobiologie
Datum obhajoby
9. 2. 2021
Nakladatel
Univerzita Karlova, Přírodovědecká fakultaJazyk
Angličtina
Známka
Prospěl/a
Klíčová slova (česky)
Bacillus subtilis, transkripční faktor, RNA polymeráza, genová expreseKlíčová slova (anglicky)
Bacillus subtilis, transcription factor, RNA polymerase, gene expressionKlíčovým enzymem bakteriální transkripce je DNA-závislá RNA-polymeráza (RNAP). Její aktivita musí být přesně kontrolována. Tato kontrola může nastat na úrovni rozeznání různých verzí promotorové DNA, v různém stavu nadšroubovicovitého vinutí. Dále také pomocí změn ve vnitrobuněčné koncentraci metabolitů, nebo pomocí vazby proteinů, které se nazývají transkripční faktory. I když byla RNAP a její regulační síť intenzivně studována po desítky let, stále nové a nové regulátory jsou objevovány. Hlavním cílem této doktorské práce je představit několik z nich: i) HelD, nový protein, který se váže na RNAP, a jehož trojrozměrná struktura zatím není známa; ii) RNázu J1, enzym s novým mechanismem funkce; iii) Spx, důležitý regulátor genové exprese v Bacillus subtilis, jehož všechny funkce zatím nejsou popsány a iv) vliv nadšroubovicovitého stavu promotorové DNA na transkripci. V Publikaci I jsme popsali HelD protein jako nového vazebného partnera RNAP z Bacillus subtilis a charakterizovali jsme jeho biochemické vlastnosti. HelD zvyšuje transkripci tím, že pomáhá recyklovat molekuly RNAP, a tato aktivace je závislá na ATP. V Publikaci III jsme prezentovali první vhled do trojrozměrné struktury HelD pomocí metody SAXS a popsali jsme doménové složení HelD proteinu. A v Publikaci VI jsme vyřešili strukturu...
Bacterial DNA-dependent RNA polymerase (RNAP) is a key enzyme of bacterial transcription. Its activity must be tightly regulated. This could be done on the level of promoter DNA topology recognition, by changing the intracellular levels of metabolites, or by binding proteins, known as transcription factors. Even though the RNAP regulatory network has been intensively studied for decades, new regulators are still being described. The main focus of this Thesis is to characterize some of them: i) HelD, a novel RNAP interacting factor, with so far unknown protein 3D structure; ii) RNase J1, an enzyme with a unique mechanism of functioning; iii) Spx, a major regulator of gene expression in Bacillus subtilis, with still new roles to be defined and iv) the effect of the topological state of promoters on transcription. We identified HelD as an interacting protein of RNAP in Bacillus subtilis and described its biochemical properties. It stimulates transcription in an ATP-dependent manner, by enhancing recycling of RNAP molecules (Publication I). We published the first insight into the HelD structure by SAXS (small angle X-ray scattering) and deepened the understanding of HelD domain composition (Publication III). And finally, we were able to solve the cryo-EM structure of HelD:RNAP complexes from...