Heterologní exprese a purifikace lidského cytochromu b5

Abstract

Při metabolismu xenobiotik a endogenních látek se uplatňuje monooxygenasový systém, jehož součástí je i cytochrom b5 participující na katalytické činnosti cytochromů P450 (CYP). Mechanismus působení cytochromu b5 v tomto souboru enzymů však nebyl doposud zcela objasněn. Předpokládá se, že se buď přímo podílí na přenosu elektronů v rámci monooxygenasového systému, nebo může alostericky působit na konformaci CYP. Proto je důležité získat co nejčistší apoformu cytochromu b5, která není schopna přenosu elektronů, a dále studovat vliv této nehemové formy cytochromu b5 na činnost CYP. Získané výsledky pak mohou přispět k poznání mechanismu působení cytochromu b5. V průběhu této práce byla provedena transformace bakteriálního kmene buněk Escherichia coli BL-21 (DE3) Gold expresním vektorem pET22b, který nesl geny pro mikrosomální a erytrocytární formu cytochromu b5. Za účelem produkce vysokého podílu apoproteinové formy byla heterologní exprese cytochromu b5 indukována vyšším přídavkem IPTG a byla provedena při 37řC. Tato bakalářská práce se pak zabývá zejména purifikací jak mikrosomální, tak i erytrocytární formy cytochromu b5 a to hlavně jeho apoformy. Jelikož však při expresi dochází vždy ve větší či menší míře i k produkci hemové formy cytochromu b5, byla i ta izolována. Holo- a apoproteinová forma...

The metabolism of xenobiotics and endogenous substances is mediated by a mixed function oxidase system which includes cytochrome b5 participating in catalytic activities of CYP. The mechanism of action of the cytochrome b5 has not been fully elucidated yet. But it is assumed that cytochrome b5 is involved either in direct electron transfer within the mixed function oxidase system or in induction of conformational changes in CYPs. So it is important to gain the pure form of apo-cytochrome b5, devoid of heme, which is not capable of electron transfer and further study the effect of this form on CYP-catalyzed reactions. The obtained results can contribute to understanding the mechanism of cytochrome b5 effects. The transformation of bacterial cells of Escherichia coli BL-21 (DE3) Gold was performed by expression vector pET22b which contained genes for microsomal and erythrocyte cytochrome b5. In order to produce a high level of apoprotein form, the heterologous expression of cytochrome b5 was induced by addition of higher amount of IPTG. Expression was performed at 37řC. This bachelor thesis is primarily engaged in purification of both microsomal and erythrocyte form of cytotochrom b5, especially in its apo-form. However, the productions of holo-cytochrome b5 form always occur in a greater or lesser...