Geri Dön

Structural modifications in an archaeal small heat shock protein to reveal molecular basis of substrate targeting and binding

Arkea kökenli bir küçük ısı şoku proteininde substrat tanınması ve bağlanmasının moleküler temelini belirlemek amaçlı yapısal modifikasyonlar

PDF İndir

  1. Tez No: 734308
  2. Yazar: AZRA RAFIQ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. SEMRA KOCABIYIK, DOÇ. DR. ERHAN BAT
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Biyokimya, Biochemistry
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyokimya Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Biyokimya Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 322

Özet

Archaea Thermoplasma volcanium'un küçük ısı şoku proteinin (Tpv sHSP 14.3) N-terminal domaininin (NTD), N-terminal yakın ve N-terminal uzak ucu oldukça hidrofobiktir. Uzunluğu 32 amino asit olup ve 11 ve 22 konumlarında yüksek oranda korunmuş iki glutamik asit kalıntısına sahiptir. Homoloji modellemesi ile oluşturulan dimerin 3D modeli, NTD'nin birbirinden ayrılacak şekilde konumlandığını ve dimer ara yüzünün esas olarak Alfa Kristalin Domain (ACD)'nin β2 ile β6 yaprakları arasında oluştuğunu ön görmektedir. NTD'nin N-terminal yakın bölgesindeki hidrofobiklikteki azalma, Tpv sHSP 14.3'ün şaperon aktivitesini azaltırken, N-terminal uzak uçta hidrofilikliğin artması, şaperon aktivitesini yabanıl tiple (WT) kıyasla arttırmıştır. Ancak, 11. ve 22. pozisyonlarda negatif yok edilmesi sadece oluşan mutantların ısıl stabilitesini azaltmakla kalmamış, aynı zamanda şaperon aktivitesini de azaltmıştır. Ek olarak, bu mutasyonlar NTD'nin fibril benzeri yapılar oluşturma eğilimini de arttırmıştır. NTD'de, 12. pozisyonda, hidrofobiklik M12T mutasyonu ile azaltıldığından, sadece şaperon aktivitesi azalmamış, aynı zamanda yüksek sıcaklıkta ve konsantrasyonda sHSP proteininin kendisi, substrat ile birlikte kümelenmiştir. Ayrıca, M12T mutasyonu, NTD'nin fibril yapı oluşturmaya doğru eğilim göstermesine de yol açmıştır. Hidrofobikliğin N-terminal yakın ve uzak uçlarda azalması düzensiz bölgenin uzunluğunu arttırmıştır. Fakat, negatif yükün kalkması düzensiz bölgeyi etkilemezken, NTD'nin üç boyutta yeniden düzenlenmesi ile sonuçlanmıştır. Tpv sHSP 14.3 WT protein, 60-mer, dodekamer (12 alt üniteli) ve aktif dimerik formlara ek olarak 24-mer'den oluşan bir oligomerik profile sahiptir. I5T mutasyonu tek başına veya F7SF8Y mutasyonları ile kombinasyon halinde 24-mer'in kaybolmasına yol açmış ve yeni bir 36-merik form oluşmuştur. Ancak, F7SF8Y çift mutasyonu, 24-mer'den büyük olan tüm formların yok olmasına sebep olmuştur. Ayrıca, bu çalışmada ilk kez, bir arke sHSP olan Tpv sHSP 14.3'ün NTD'sinin bütününün de şaperon aktivitesine sahip olduğu bulunmuştur. Buna ek olarak, NTD'nin ilk 12 amino asitlik bir bölümünün, ısı indüklenmeli kümelenmeye karşı tüm NTD'ye eşdeğer substrat koruma kapasitesine sahip olduğu gösterilmiştir.

Özet (Çeviri)

The N-terminal domain (NTD) of small heat shock protein (sHSP) from archaea, Thermoplasma volcanium, is highly hydrophobic in the proximal and distal end. It is 32 amino acids long and has two highly conserved glutamic acid residues at positions 11 and 22. The 3-D model of the dimer generated by homology modelling predicted the NTD to be running away from each other and the dimer interface being formed mainly between β2 and β6 sheets of the Alpha Crystallin Domain (ACD). The decrease in hydrophobicity in the proximal region of the NTD decreased the chaperone activity of Tpv sHSP 14.3 while increasing hydrophilicity at the distal end increased the chaperone activity of the sHSP as compared to wild-type (WT). However, abolishing the negative charge at position 11 and 22 not only decreased the thermal stability of the resultant mutants but also decreased the chaperone activity. In addition, these mutations increased the propensity of the NTD to form fibril like structures as well. In the NTD, at position 12, when hydrophobicity was decreased by M12T mutation, not only the chaperone activity was decreased, but also, at high concentration the sHSP protein itself aggregated, at high temperature, along with the substrate. Moreover, M12T mutation also led to inclination of the NTD towards fibril structure formation. The length of the disordered region increased with the decrease in hydrophobicity in the proximal, as well as the distal NTD. However, abolishing the negative charge resulted in spatial rearrangements of the NTD, without affecting the disordered region. Tpv sHSP 14.3 WT protein possessed an oligomeric profile composed of 24-mer, in addition to 60-mer, dodecamer and the active dimeric forms. The I5T mutation alone, or in combination with F7SF8Y mutations, resulted in disappearance of 24-mer oligomer and a new species 36-meric form is formed. However, F7SF8Y double mutation resulted in disappearance of all species larger than 24-mer. In addition, for the first time, in this study it has been found that the whole NTD of Tpv sHSP 14.3, an archaeal sHSP, also possessed chaperone activity. Moreover, it was shown that a section of NTD, the initial 12 amino acids, possessed protection capacity for substrate against heat induced aggregation, equivalent to the intact NTD.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    745306

    Structural modifications and novel mini chaperone designs of an archaeal small heat shock protein, TPV sHSP14.3

    Bir arkea küçük ısı şoku proteinin (TPV sHSP14.3) yapısal modifikasyonlar ve özgün küçük şaperon tasarımları

    SEMA ZABCI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    BiyolojiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEMRA KOCABIYIK

  2. Tez No

    895218

    İç ortam havasından biyoaerosol giderimi için enzim katkılı antibakteriyel nanolif filtrelerin geliştirilmesi

    Development of enzyme-doped antibacterial nanofiber filters for bioaerosol removal from indoor air

    BURÇİN BAŞŞAHİNOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. DERYA YÜKSEL İMER

  3. Tez No

    56669

    The Effects of cysteine 43 mutation on catalytic properties and thermostability of thermoplasma acidophilum citrate synthase

    Sistein-43 mutasyonunun thermoplasma acidoplium sitrat sentetaz enziminin katalitik özellikleri ve yüksek ısıya dayanıklılığı üzerindeki etkileri

    İPEK ERDURAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1996

    BiyolojiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Biyoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEMRA KOCABIYIK

  4. Tez No

    743995

    Upper mantle structure of fennoscandia by finite-frequency body-wave tomography: Analysis and geodynamic implications

    Sonlu-frekans cisim dalgası tomografi yöntemiyle fenno-iskandinavya'nın üst manto yapısı: Analiz ve jeodinamik çıkarımlar

    NEVRA BULUT

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Jeofizik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Katı Yer Bilimleri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HANS THYBO

  5. Tez No

    563229

    Şehirler arası bir otobüs modelinin devrilme dayanımının iyileştirilmesi

    Optimising the rollover crashworthiness of a coach

    HASAN GÜNGÖR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA TURGUT ÖZAKTAŞ

    DR. KUBİLAY YAY

Geri Dön