G-kvadruplex vazebné proteiny v rostlinách

Maxima WARMUZOVÁ

Bachelor's thesis

G-quadruplex binding proteins in plants

Abstract:

Nukleové kyseliny mohou zaujímat několik sekundárních struktur jako jsou pravotočivé či levotočivé šroubovice, triplexy, kvadruplexy a další. G-kvadruplexy (G4) jsou tvořeny guaninovými tetrádami, jež jsou navzájem spojené Hoogsteenovým párováním. Svou přítomností mohou ovlivňovat jednotlivé kroky centrálního dogmatu (jako je replikace, transkripce nebo translace). Nejlépe jsou G-kvadruplexy a jejich vazebné proteiny popsány u lidí a nižších organismů z důvodu různých onemocnění a případných terapeutik. Proteiny, které jsou schopné specificky vázat nukleové kyseliny, obsahují strukturální motivy, které napomáhají nají danou sekvenci vazby. Mezi tyto motivy patří helix-otáčka-helix, helix-smyčka-helix, leucinový zip, zinkový prst a další. U proteinů vázající G-kvadruplexy se také setkáváme se specifickými motivy, jako jsou například motiv RGG, NIQI, RRM nebo LOTUS. V dnešní době bylo nalezeno přibližně 200 G4 vazebných proteinů přítomných u lidí a dalších modelových organismů. Ačkoli bylo prozatím provedeno pouze pár studií zaměřených na G4 vazebné proteiny v rostlinách, bylo nalezeno několik proteinů, které jsou této vazby schopné. Jedná se o proteiny ZmNDPK1, JULGI, MRE11 a AtRecQ2. Pomocí in silico metod bylo nalezeno 189 rostlinných proteinů, u kterých je možné předpokládat schopnost vazby na G4.

Abstract:

Nucleic acids have an ability to fold itself into secondary structures such as right- or left-handed helices, triplexes, quadruplexes and others. G-quadruplexes (G4) are formed by guanine tetrads that are linked together by Hoogsteen pairing. By their presence, they can influence individual steps of the central dogma (such as replication, transcription or translation). G-quadruplexes and their binding proteins are best described in humans and lower organisms because of various diseases and potential therapeutics. Proteins that are able to specifically bind nucleic acids contain structural motifs that help to find a given binding sequence. These motifs include helix-turn-helix, helix-loop-helix, leucine zipper, zinc finger and more. Structural motifs such as RGG, NIQI, RRM or LOTUS are also encountered in G-quadruplex binding proteins. To date, approximately 200 G4 binding proteins have been found to be present in humans and other model organisms. Although only a few studies have so far been performed on G4 binding proteins in plants, a few plant proteins have been found that are capable of this binding. These proteins are ZmNDPK1, JULGI, MRE11 and AtRecQ2. Using in silico methods, 189 plant proteins were found for which the ability to bind to G4 can be assumed.

Keywords

Klíčová slova, G-kvadruplex, G4 vazebné proteiny, motiv, RGG, NIQI, RRM, LOTUS, JULGI, ZmNDPK1, MRE11, UVRD, KAKU4, ALBA proteiny

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 25. 4. 2022

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: doc. RNDr. Petr Pečinka, Ph.D.

University of Ostrava

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biology / Experimental Biology