Protein DsrE z rodiny peroxiredoxinů u bakterií oxidujících síru

Bc. Ivan Kapusta

Bachelor's thesis

The peroxiredoxin family protein DsrE in sulfur-oxidizing bacteria

Abstract:

This bachelor thesis was dedicated to preparing and optimizing the expression of a recombinant DsrE protein from the bacterium Acidithiobacillus ferrooxidans. The protein is part of the dissimilatory pathway responsible for sulfite reduction in the metabolism of sulfur-oxidizing acidophilic microorganisms. In Acidithiobacillus species, DsrE is part of a gene cluster encoding a heterodisulfide reductase involved in the dissimilatory sulfur oxidation. However, the exact mechanism is not well understood. Further research on this protein and its function has the potential to make the use of Acidithiobacillus species in biotechnological applications more efficient. The experimental part involved constructing and transforming an expression plasmid containing the dsrE gene from A. ferrooxidans into Escherichia coli production cells. This was followed by optimizing protein production at different temperatures and IPTG concentrations. Finally, the optimization of the protein purification from the soluble and insoluble fraction by immobilized metal ion affinity chromatography (IMAC) was investigated.

Abstract:

Táto bakalárska práca sa venovala príprave a optimalizácii expresie rekombinantného proteínu DsrE z baktérie Acidithiobacillus ferrooxidans. Proteín je súčasťou disimilačnej dráhy zodpovednej za redukciu siričitanu v metabolizme acidofilných mikroorganizmov oxidujúcich síru. U baktérii druhu Acidithiobacillus je DsrE súčasťou génového klastru kódujúceho heterodisulfidreduktázu, ktorá sa podieľa na disimilačnej oxidácii síry. Presný mechanizmus ale nie je dostatočne popísaný. Ďalší výskum tohto proteínu a jeho funkcie má potenciál zefektívniť využitie druhu Acidithiobacillus v biotechnologických aplikáciách. Experimentálna časť sa zaoberala konštrukciou a transformáciou expresného plazmidu s génom dsrE z A. ferrooxidans do produkčných buniek Escherichia coli. Nasledovala optimalizácia produkcie proteínu pri kombinácii rôznych teplôt a koncentrácii IPTG. Na záver bola preskúmaná optimalizácia purifikácie proteínu z rozpustnej a nerozpustnej frakcie pomocou chromatografie s afinitou k imobilizovaným iónom kovov (IMAC).

Kľúčové slová

disimilačná sulfitreduktáza, metabolizmus síry, DsrE, heterodisulfidreduktáza, Acidithiobacillus ferrooxidans, dissimilatory sulfite reductase, sulfur metabolism, heterodisulfide reductase

Jazyk práce: Slovak

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 16. 5. 2024

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 26. 6. 2024
• Vedúci: Mgr. Jiří Kučera, Ph.D.
• Oponent: Mgr. Tomáš Brom

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / odbor:
Biochemistry / Biochemistry