Studium struktury proteinů kombinací 3- a 4-dimenzionální NMR spektroskopie

Bc. Tomáš Nováček

Bachelor's thesis

Determination of protein structures using 3- and 4-dimensional NMR spectroscopy

Abstract:

Ve své bakalářské práci jsem se věnoval studiu struktury C-term domény proteinu Nab3 pomocí metod Nukleární magnetické rezonance (NMR), rozptylu Roentgenova záření pod malými úhly (SAXS) a molekulové dynamiky. Naměřená a zpracovaná 3D/4D NMR spektra posloužila k přiřazení rezonančních frekvencí Calfa, Cbeta, N, HN a C' studovaného proteinu. Následně jsem rozšířil přiřazení o Halfa a Hbeta a ze 4D spekter korelujících postranní H a C jsem zkompletoval přiřazení rezonančních frekvencí. Přiřazené rezonance byly použity v 13C- a 15N-HSQC-NOESY spektrech pro získání meziprotonových vzdáleností. Výpočet založený na dynamice torzních úhlů spolu s dodatečnými manuálním definováním vodíkových můstků u beta-skládaných listů a alfa-helikálních struktur poskytl strukturu C-term domény. Struktura byla následně rafinována pomocí molekulové dynamiky a struktury obou výpočtů byly porovnány s daty získanými metodou SAXS, což potvrdilo správnost obou výpočtů. Výsledkem je struktura C-term domény, kterou ve své práci prezentuji.

Abstract:

In this thesis I studied the structure of the C-term domain of the Nab3 protein by the methods of Nuclear Magnetic Resonance (NMR), Small Angle X-ray Scattering (SAXS) and molecular dynamics. Measured and processed 3D/4D NMR spectra were used to assign the resonance frequencies of Calfa, Cbeta, N, HN and C' of the studied protein. Afterwards I assigned Halfa and Hbeta and using the 4D spectra correlating side H and C I was able to complete the assignment. Assigned resonances in combination with 13C- and 15N-HSQC-NOESY were used to define proton distance limits. The calculation based on the torsion angle dynamics with additional manually defined hydrogen bridges in the beta-sheets and alfa-helices yield the structure of the C-term domain. Afterwards the structure was refined by molecular dynamics and structures obtained by both calculations were compared to the SAXS method data, which confirmed their correctness. As the results I got the structure of the C-term domain, which I present in my thesis.

Keywords

C-term doména, Nab3, NNS-komplex, terminace, ncRNA, NMR, SAXS, molekulová dynamika, struktura

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 17. 5. 2016

Thesis defence

• Date of defence: 24. 6. 2016
• Supervisor: Mgr. Karel Kubíček, PhD.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Applied Physics / Medical Physics