Biodegradace environmentálních polutantů - krystalogeneze vybraného enzymu

Jakub JUNG

Bachelor's thesis

Anotácia:

Krystalizace je složitý kinetický proces, při kterém dochází k přeměně kapalného roztoku na pevnou látku. Poznání struktury makromolekulárních látek je nezbytné pro objasnění strukturně-funkčních vztahů. Halogenalkandehalogenasy jsou mikrobiální enzymy, které katalyzují hydrolýzu vazby uhlík-halogen v halogenovaných uhlovodících. Na základě této vlastnosti jsou tyto enzymy schopny odbourávat halogenované sloučeniny. Jelikož je životní prostředí hodně zatěžováno různými polutanty, je biodegradace nezbytný krok ke zkvalitnění životního prostředí. Halogenalkandehalogenas se mohou využít i jako biosenzory, jelikož dokáží detekovat kontaminaci halogenovanými uhlovodíky. Tato bakalářská práce se zabývá vlastním krystalizačním procesem halogenalkandehalogenasy DpcA izolované z organismu Psychrobacter cryohalolentis K5. Cílem práce bylo získat vhodné krystaly pro rentgenovou analýzu. Na začátku celého experimentu bylo nutné provést gelovou SDS-PAGE elektroforézu pro ověření čistoty proteinu. Na základě vysoké čistoty proteinu je možné provést krystalizačním experimenty. Bylo využito jak základních krystalizačních metod, tak i těch pokročilých. Výsledkem byly monokrystaly o vhodné kvalitě a velikosti, které by mohly být využity v dalších experimentech. Zejména by se jednalo o rentgenovou difrakční analýzu, díky které může být vyřešena atomární 3D struktura molekul. Jelikož mají halogenalkandehalogenasy nízkou aktivitu s halogenovanými substráty, tak by cílem proteinového inženýrství mělo být její zvýšení. Další výzkum by se pak měl zabývat modifikací substrátové specifity.

Abstract:

Knowledge of protein structures is necessary to clarify their structure-function relationships. Haloalkane dehalogenases are microbial enzymes that catalyze the hydrolysis of carbon-halogen in the halogenated hydrocarbons. Based on their properties these enzymes are able to degrade halogenated compounds. As the environment is burdened by a lot of different pollutants, biodegradation is a necessary step to improve the quality of environment. Haloalkane dehalogenases can be used as biosensors since they can detect contamination by halogenated compounds. This thesis is focused on crystallization of the model protein lysozyme and haloalkane dehalogenase DpcA isolated from the organism Psychrobacter cryohalolentis K5. The aim of this work was to prepare crystals suitable for X-ray diffraction analysis. After verification of protein?s purity, both proteins were crystallized by the use of basic and advanced crystallization methods. Single crystals of suitable size and quality for X-ray diffraction analysis were obtained and diffraction data were used to solve the 3D atomic structure of the DpcA. Since haloalkane dehalogenases have a low activity for halogenated substrates, the main aim of protein engineering is to increase their activity so thus further research is focused on modification of substrate specificity.

Kľúčové slová

Halogenalkandehalogenasy, krystalizační metody, sekundární struktura, dehalogenace

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 3. 5. 2013

Zverejniť od: 3. 5. 2013

Obhajoba závěrečné práce

• Vedúci: doc. Mgr. Ivana Kutá Smatanová, Ph.D.

UNIVERSITY OF SOUTH BOHEMIA IN ČESKÉ BUDĚJOVICE

Faculty of Fisheries and Protection of Waters

Bachelor programme / odbor:
Zootechnics / Fishery