Studium vlivu analogů hemu na strukturně-funkční charakteristiku modelového zástupce hemových senzorových proteinů

Abstract

Heme sensor proteins allow bacteria to react to changes of concentration of certain molecules in their environment. This reaction depends on the coordination of the ligand to the heme iron atom. Model representative of this signaling system is a histidine kinase containing a sensor domain with a globin structure, AfGcHK. The aim of this bachelor thesis was to prepare and characterize a modified form of AfGcHK containing manganese within its protoporphyrine complex. To express the protein, E. coli BL-21 (DE3) cells were transformed using a plasmid pET21c(+)/AfGcHK. The protein was isolated and purified using affinity chromatography and gel chromatography. To determine its enyzmatic activity, polyacrylamid gel electrophoresis in the presence of sodium dodecyl sulfate with Phos-Tag was used. It was determined, that this novel form of AfGcHK is enzymatically active. Spectroscopic analysis has shown, that the modified form of AfGcHK containing manganese within its protoporphyrine complex is susceptible to reduction by sodium dithionate. Key words: heme, heme sensor proteins, oxygen sensors, signal transduction [IN CZECH]

Hemové senzorové proteiny umožňují bakteriálním buňkám reagovat na změnu koncentrace látek v jejich okolí. Tato odpověď závisí na vazbě ligandu na atom železa, koordinovaného v molekule hemu. Modelem tohoto signálního systému je histidinkinasa s globinovou strukturou senzorové domény, AfGcHK. Hlavním cílem této bakalářské práce byla příprava a základní charakterizace formy AfGcHK, která místo hemu obsahuje komplex protoporfyrinu s manganem. Pro expresi proteinu byla využita transformace buněk E. coli BL- 21 (DE3) plamidem pET21c(+)/AfGcHK. Protein byl izolován a purifikován pomocí afinitní chromatografie a gelové chromatografie. Pro zjištění enzymové aktivity byla použita elektroforéza na polyakrylamidovém gelu v prostředí dodecylsíranu sodného s přídavkem Phos-tagu. Bylo zjištěno, že připravená unikátní forma AfGcHK je enzymově aktivní. Dále provedená spektrální analýza prokázala, že forma AfGcHK obsahující komplex protoporfyrinu s manganem je citlivá k redukci dithioničitanem sodným. Klíčová slova: hem, hemové senzorové proteiny, kyslíkový senzor, přenos signálu