Příprava delečních mutantů lidského cytochromu b5 pomocí genové syntézy

Abstract

Cytochrom b5 je malý amfipatický protein. Jeho lidská forma se nachází ukotvena ve vnější membráně endoplazmatického retikula a mitochondrií, volně se nachází v červených krvinkách. Skládá se ze dvou domén: Větší hydrofilní doména váže hem, menší hydrofobní doména ukotvuje cytochrom b5 v mikrosomální membráně. Obě domény jsou spojeny linkerem, což je řetězec asi 15 aminokyselin, který dodává proteinu potřebnou flexibilitu. Jeho délka hraje významnou roli při přenášení elektronů na cytochrom P450. Pokud je linkerová doména příliš krátká, cytochrom b5 nedokáže přenášet elektrony na cytochrom P450 a neúčastní se tak reakcí MFO systému. Ostatní funkce jsou však zachovány. Cílem této práce bylo navrhnout a pomocí genové syntézy vytvořit 4 deleční mutanty cytochromu b5. Jejich linkerová doména obsahovala krátké i dlouhé delece, u kterých se předpokládá narušení interakce s cytochromem P450. Součástí práce byla heterologní exprese proteinů pomocí buněk Escherichia coli kmenů XL10-Gold a DH5α. Jako expresní vektory pro transformaci byly použity plasmidy pET-30a(+) a pET-22b. DNA byla z buněk izolována a sekvenací byla ověřena správnost genetického kódu. Klíčová slova: cytochrom b5, heterologní exprese, genová syntéza

Cytochrome b5 is a small amphipathic protein. The human form is anchored to the outer membrane of the endoplasmic reticulum and mitochondria, a free form is located in red blood cells. It consists of two domains: a large hydrophilic domain binds heme, a small hydrophobic domain anchors cytochrome b5 to the microsomal membrane. Both domains are connected by linker chain of about 15 amino acids, which gives a flexibility to the protein. Its length plays an important role in transferring electrons to cytochrome P450. If the linker domain is too short, cytochrome b5 is not able to tranfer electrons to cytochrome P450 and not participates in the reactions of MFO system. Other functions are preserved. The aim of this study was to design and build 4 deletion mutants of cytochrome b5 using gene synthesis. The linker domain contains long and short deletions, which are expected to have distortion interaction with cytochrome P450. Part of this thesis was the expression of heterologous proteins by cells of Escherichia coli strain XL10-Gold and DH5α. As expression vectors for the transformation were used plasmids pET- 30a(+) and pET-22b. DNA from cells was isolated and the accuracy of the genetic code was verified using the sequencing. Keywords: cytochrome b5, heterologous expression, gene synthesis (In Czech)