Příprava a studium vlastností kyanidhydratasy z Aspergillus niger a nitrilasy z Arthroderma benhamiae

Abstract

Nitrilasy jsou dobře známé pro svou jedinečnou schopnost účinně katalyzovat nitrilové sloučeniny na odpovídající karboxylové kyseliny za uvolnění amoniaku. V některých případech mohou vznikat i amidy jako vedlejší produkty. Během chemické reakce nitrilasy nevyžadují přítomnost kofaktorů ani prostetických skupin na rozdíl od nitrilhydratas. Tato práce je zaměřena na nitrilasu z vláknité houby Arthroderma benhamiae a kyanidhydratasu z organismu Aspergillus niger K10. Geny těchto vláknitých hub byly exprimovány pomocí plasmidu pET-30a(+) v bakteriích Escherichia coli BL21-Gold (DE3). Získané produkty byly purifikovány sérií iontově výměnných chromatochrafií a gelové filtrace a následně charakterizovány zejména se zřetelem na jejich oligomerní stav a využití pro proteinovou krystalografii. K získání informací ohledně strukturního uspořádání jednotlivých proteinů byla použita elektroforetická separace v polyakrylamidovém gelu, gelová filtrace, analytická ultracentrifugace, hmotnostní spektrometrie, dynamický rozptyl světla a Ramanova spektroskopie kapkově nanášených povlaků. Klíčová slova: nitrilasa, kyanidhydratasa, Aspergillus niger, Arthroderma benhamiae, kapalinová chromatografie

Nitrilases are well known for their unique property to effectively convert nitriles into corresponding carboxylic acids and ammonia. They can also form amides as by-products. In contrast to nitrile hydratases they do not require cofactors or prosthetic groups. The research in this work is focused on nitrilase from filamentous fungus Arthroderma benhamiae and cyanide hydratase from Aspergillus niger K10. Genes of these enzymes were expressed using pET-30a(+) plasmid in the bacterium Escherichia coli strain BL21-Gold (DE3). The products obtained were purified by a series of ion exchange chromatography and gel filtration and subsequently characterized with respect to oligomeric state of the protein and its usability for protein crystallography. To obtain information regarding the structural arrangement of the individual proteins, electrophoretic separation in polyacrylamide gel, gel filtration, analytical ultracentrifugation, mass spectrometry, dynamic light scattering and drop coating deposition Raman spectroscopy were used. Keywords: nitrilase, cyanide hydratase, Aspergillus niger, Arthroderma benhamiae, liquid chromatography (In Czech)