Struktura a funkce mitochondriálního sekretinu.

Abstract

Sekreční systém typu II (T2SS) je jedním ze sekrečních systémů, pomocí nichž gramnegativní bakterie transportují některé ze svých proteinů přes vnější membránu. Vlastní přechod přes membránu je zprostředkován pórem tvořeným několika kopiemi proteinu zvaného GspD neboli sekretin. Ten byl objeven spolu se třemi dalšími podjednotkami T2SS v genomu některých prvoků, například u Naegleria gruberi, Andalucia godoyi, Reclinomonas americana, Neovahlkampfia damariscottae či u dvou zástupců rodu Malawimonas. Bylo zjištěno, že tyto proteiny lokalizují do mitochondrie. Pokud by byla zachována původní funkce i orientace T2SS, jednalo by se o naprosto unikátní systém, neboť export proteinů z mitochondrií doposud nebyl popsán. Sekretin je zcela esenciální podjednotkou T2SS, která neplní pouze roli pasivního membránového kanálu, ale účastní se aktivně i rozpoznávání substrátu. Studium eukaryotického sekretinu by tedy mohlo přinést cenné poznatky o funkci mitochondriálního T2SS. Experimentální část této diplomové práce se proto zaměřuje na charakterizaci eukaryotického GspD, zabývá se skládáním sekretinového kanálu v bakteriích a umělých membránách, popisem jeho interakcí s dalšími podjednotkami a mechanismem importu sekretinového monomeru do mitochondrií.

Type II secretion system (T2SS) is one of the secretion systems found in gram-negative bacteria that provides transport of some bacterial proteins across the outer membrane. The passage through the membrane is mediated by a pore assembled from subunits called GspD or secretin. Together with three other components of T2SS, GspD was discovered in the genome of several protists including Naegleria gruberi, Andalucia godoyi, Reclinomonas americana, Neovahlkampfia damariscottae or in s species of genus Malawimonas. Previously it was found out that these proteins localize into the mitochondria. If found functional and with analogous topology to the bacterial system, the eukaryotic T2SS would represent unique mitochondrial protein export system. Secretin is essential subunit of T2SS which is not only the passive membrane channel, but also participates in the recognition of the substrate. Therefore, the research of the eukaryotic secretin could bring a valuable knowledge about the function of the mitochondrial T2SS. The experimental part of this thesis tries to characterize the eukaryotic secretin and it focuses on (i) the assembly of the secretin channel, in both, the bacteria and in the artificial membranes, (ii) the interactions of GspD with the other subunits of T2SS and (iii) the mechanism of import...