Úloha proteinu c14orf2 ve struktuře a funkci savčí mitochondriální ATP syntázy

Abstract

F1Fo-ATP syntáza (EC 3.6.3.14) je klíčovým enzymem v systému mitochondriální oxidativní fosforylace (OXPHOS) - využívá protonový gradient vybudovaný respiračním řetězcem k syntéze přibližně 90 % buněčného ATP. Uspořádání podjednotek membránové domény Fo tohoto enzymu ale ještě není stále detailně popsáno. Výzkum ATP syntázy je v současnosti zaměřen především na odhalení struktury protonového kanálu a, aby bylo možno přesně definovat molekulární mechanismus generování rotace ATP syntázy. Další nevyřešenou otázkou představuje úloha tzv. nadpočetných podjednotek Fo domény. Tyto proteiny specifické pro eukaryotní ATP syntázy nejsou esenciální pro syntázovou aktivitu a předpokládá se, že se mohou podílet na sestavování a stabilizaci enzymového komplexu. Jednou z těchto podjednotek je jaderně kódovaný protein MLQ (nebo také 6,8 kDa proteolipid či MP68), který je konzervován pouze u obratlovců. Cílem této diplomové práce bylo zjistit, jakou úlohu má tato podjednotka ve struktuře, asemblaci a funkci F1Fo-ATP syntázy. Pro tyto účely byl v rámci diplomové práce vytvořen buněčný model z linie HEK293 s deficiencí proteinu MLQ metodou CRISPR/Cas9 s párovanými nikázami (tzv. knock-out MLQ, MLQ KO). Tři vybrané MLQ KO linie byly podrobeny elektroforetickým analýzám struktury enzymu (SDS-PAGE, BN-PAGE a CN-PAGE) i...

The F1Fo-ATP synthase (EC 3.6.3.14) is a key enzyme of the mitochondrial oxidative phosphorylation system (OXPHOS) - using the proton gradient generated by the respiratory chain it synthetizes approximately 90 % of cellular ATP. The subunit arrangement of its Fo domain has not been yet described in detail. At present, the research on ATP synthase research is focused mostly on revealing the structure of the proton channel a so that it is possible to precisely define the molecular mechanism of the ATP synthase rotation generation. The role of the supernumery subunits of Fo domain represents another unresolved issue. These proteins specific for eukaryotic ATP synthases are not essential for synthetic activity, instead they are putatively involved in assembly or stabilization of the enzyme complex. One of such subunits is the nuclear encoded MLQ protein (or also 6.8 kDa proteolipid or MP68), which is conserved only in vertebrates. The aim of this diploma thesis was to reveal the role of this subunit in the structure, assembly and function of the F1Fo-ATP synthase. For these purposes, cellular model of the HEK293 line with the deficiency of the MLQ protein was established employing the CRISPR/Cas9 method with paired nickases (the knock-out MLQ, MLQ KO) as part of the thesis. Three chosen MLQ KO lines...