Studies on carbonyl reductases 1 and 3 variants with emphasis on S-nitrosoglutathione as substrate and inactivator

Abstract

Universita Karlova v Praze Farmaceutická fakulta v Hradci Králové Katedra biochemických věd Kandidát: Tereza Hartmanová Školitel: Dr. Claudia Staab, Dr. Hans-Jörg Martin, Prof. Ing. Vladimír Wsól, Ph.D. Název diplomové práce: Studium mutací karbonylreduktasy 1 a 3 s důrazem na S-nitrosoglutathion jako substrát a inaktivátor Lidské CBR1 a CBR3 (karbonylreduktasa 1 a 3) jsou monomerní, na NADPH závislé enzymy patřící do nadrodiny dehydrogenas/reduktas s krátkým řetězcem. Přestože na aminokyselinové úrovni si jsou oba enzymy velmi podobné (72 % shoda), v substrátové specifitě vykazují značné rozdíly. Substráty CBR1 jsou velmi dobře popsány. Zahrnují řadu látek jako endogenní indol isatin, S-nitrosoglutathion (GSNO), prostaglandiny, chinony a mnoho xenobiotik, které obsahují karbonylovou skupinu. Na rozdíl od CBR1 je výčet substrátů CBR3 mnohem menší a různorodý a role CBR3 stále není plně objasněna. Přesto tyto odlišnosti v substrátové specifitě naznačují rozdílné metabolické role. V této práci byly studovány katalytické vlastnosti CBR1 a jejího posledního popsaného substrátu, GSNO. Možné domněnky, že CBR3 by mohla také redukovat GSNO nebyly in vitro potvrzeny. Proto, k odhadnutí aminokyselin a mechanismů zodpovědných za vlastnosti CBR1, byly určité aminokyseliny v sekvenci CBR3 změněny tak, aby...

Charles University in Prague Faculty of Pharmacy in Hradec Králové Department of Biochemical Sciences Candidate: Tereza Hartmanová Supervisor: Dr. Claudia Staab, Dr. Hans-Jörg Martin, Prof. Ing. Vladimír Wsól, Ph.D. Title of the diploma thesis: Studies on carbonyl reductases 1 and 3 variants with emphasis on S-nitrosoglutathione as substrate and inactivator Human CBR1 and CBR3 (carbonyl reductases 1 and 3) are monomeric, NADPH-dependent enzymes belonging to the short chain dehydrogenase/reductase superfamily. Although they are highly similar at the amino acid level (72 % identity) the enzymes exhibit considerable differences in substrate specificity. The CBR1 substrate spectrum is well described, including a variety of compounds e.g. the endogenous indol isatin, S-nitrosoglutathione (GSNO), prostaglandins, quinones, and many carbonyl group bearing xenobiotics. In contrast, CBR3 shows a distinct and much narrower range of substrates and its role is still not fully clarified. Nevertheless, the dissimilar substrate spectra strongly indicate that CBR1 and CBR3 play different metabolic roles. In the present study, the catalytic properties of CBR1 towards the latest CBR1 substrate described, GSNO, were investigated. CBR3 was assessed for potential GSNO-reducing activity, but no in vitro activity was...