Studium autokatalytického modulu proteinu FrpC Neisserie meningitidis s využitím nestandardních metod zpracování NMR dat

Mgr. Vojtěch Kubáň, Ph.D.

Doctoral thesis

Investigation of Self-Processing Module of the FrpC Protein of Neisseria meningitidis Using Non-standard NMR Data Processing Methods

Abstract:

Hlavním výsledkem práce je struktura s atomárním rozlišením z NMR sebe procesujícího se modulu (SPM) o 179 aminokyselinách zodpovědného za štěpení. Čtyři EF-ruka podobné motivy byly nalezeny v SPM struktuře jako strukturně důležitá vápník vazebná místa, která byla následně přepočítána s vloženými vápenatými ionty. Prohledání PDB databáze ukázalo, že určená struktura SPM nebyla ještě popsána u jiných bílkovin. Struktura SPM umožnila omezit varianty navrženého mechanismu štípání. Přímá autokatalytická role asparagových nebo glutamových kyselin v blízkosti štěpného místa byla vyloučena, přestože jsou strukturně nepostradatelné. Také jsme popsali přechodné struktury neuspořádané formy SPM díky použití neuniformně vzorkovaných vícedimenzionálních NMR experimentů a analýze označované ASTEROIDS. Tuto ASTEROIDS analýzu jsme také použili k popsání konformačního chování zapeklitého proteinu delta podjednotky z bakteriální RNA polymerázy.

Abstract:

The major result of the thesis is the high-resolution NMR structure of the 179 amino acid long self-processing module (SPM) responsible for the cleavage. Four EF-hand-like motifs were identified in the SPM structure as structurally important calcium-binding sites, which were consequently refined with inserted calcium ions. A search of the PDB database showed that the determined fold of SPM was not yet described for other proteins. The SPM structure enabled us to design tests for the proposed cleavage mechanism. A direct autocatalytic role of aspartic or glutamic acids close to the cleavage site was excluded, despite their structural importance. Moreover, we characterized transient structures of the intrinsically disordered form of SPM using a non-uniformly sampled multidimensional NMR experiments and the approach called ASTEROIDS. We also used the ASTEROIDS analysis to describe the conformational behavior of a more challenging target, delta subunit of bacterial RNA polymerase. Moreover, we characterized transient structures of the intrinsically disordered form of SPM using a non-uniformly sampled multidimensional NMR experiments and the approach called ASTEROIDS. We also used the ASTEROIDS analysis to describe the conformational behavior of a more challenging target, delta subunit of bacterial RNA polymerase.

Keywords

protein, NMR, struktura proteinu, FrpC, Neisseria meningitidis, calcium, vápník vazabná místa, neuniformní vzorkování, flexible-meccano, ASTEROIDS, intrinsically disordered protein

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 11. 11. 2019

Thesis defence

• Date of defence: 11. 12. 2019
• Supervisor: prof. Mgr. Lukáš Žídek, Ph.D.
• Reader: Ing. Václav Veverka, Ph.D., prof. Dr. Bojan Zagrovic, BA

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Biomolecular chemistry and bioinformatics / Biomolecular chemistry and bioinformatics