Aglutinace bakteriálních buněk Photorhabdus luminescens pomocí multivalentních sacharidových sloučenin.

Bc. Lukáš Faltinek

Bachelor's thesis

Aglutination of Photorhabdus luminescens cells using multivalent saccharides compounds

Abstract:

Lektiny tvoří širokou skupinu bílkovin, které jsou charakteristické svou schopností reverzibilně a s vysokou specificitou vázat sacharidy. Tyto látky nevykazují katalytickou aktivitu a nejsou produkty imunitní odpovědi. Byly nalezeny u prokaryot, eukaryot i virů. V různých organismech plní lektiny mnoho funkcí. Bakteriální lektiny hrají důležitou roli v adhezi na hostitelské buňky, která je často nutná k zahájení infekce. V této bakalářské práci se věnujeme gramnegativní bakterii Photorhabdus luminescens, u níž bylo nalezeno několik lektinů, které by mohly mít velký význam v její patogenitě. Nebyl však zaznamenán žádný systém, který by přenášel lektiny na povrch buňky. Práce se zabývá dokázáním přítomnosti lektinů na povrchu Photorhabdus luminescens za použití vícevalentních sacharidových inhibitorů. Pomocí interakce lektin-cukr se snažíme o aglutinaci bakteriálních buněk a ověření hypotézy výskytu lektinů na buněčném povrchu. Tvorba shluků by prokázala přítomnost povrchových struktur, které jsou schopny reagovat s cukernou složkou inhibitoru. Vytvořením „knock-out“ buněk Photorhabdus luminescens, které by měly deletovaný gen pro některý z lektinů, a následným testováním sacharidových inhibitorů na vzniklé mutanty lze v kombinaci s aglutinačními testy zjistit, zda se lektiny nacházejí na buněčném povrchu. Dalším cílem práce je zjistit, zda lze synteticky vyrobené inhibitory využít ke shlukování celých buněk jen za pomocí interakce s buněčnými povrchovými strukturami. Výzkumem bylo potvrzeno, že syntetické inhibitory dokážou aglutinovat bakteriální buňky. V případě tetravalentního inhibitoru s L-fukosou došlo k častým shlukům.

Abstract:

Lectins are a large group of proteins which are characterized by their ability to bind carbohydrates reversibly and with high specificity. These proteins lack catalytic activity and they are not products of the immune response. They were found in prokaryotes, eukaryotes and viruses. In different organisms lectins perform many functions. Bacterial lectins play an important role in adhesion to host cells, which is often required to initiate infection. In this bachelor thesis we deal with bacterium Photorhabdus luminescens at whom was found several lectins which might have a great significance in its pathogenicity. However there is not known any system able to transmit the bacterial lectins on the cell surface. Thesis deals with proving the presence of lectins on the surface of Photorhabdus luminescens by using multivalent carbohydrate inhibitors. By sugar-lectin interaction we strive to agglutinate the bacterial cells and verify the hypothesis of the occurrence of lectins on the cell surface. Formation of clusters would demonstrate the presence of surface structures which are able to react with the sugar component of the inhibitor. By creating the knock-out cells of the Photorhabdus luminescens which had lost the gene for any of the lectins, and by subsequent testing of carbohydrate inhibitors for the resulting mutants, in combination with agglutination assay, it can be detected whether lectins are present on the cell surface. Another aim of this work is to find out if it is possible to use artificially made inhibitors to agglutination of whole bacterial cells just by interaction with the surface structures of the cells. This research confirms that artificial inhibitors are able to agglutinate bacterial cells. In the case of a tetravalent inhibitor with L-fucose there were frequent clusters.

Keywords

Photorhabdus luminescens, lektiny, aglutinace, inhibitory, lectins, agglutination, inhibitors, gene knock-out

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 15. 5. 2017

Thesis defence

• Date of defence: 13. 6. 2017
• Supervisor: MVDr. Eva Fujdiarová, prof. RNDr. Michaela Wimmerová, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biochemistry / Biochemistry