Studium pomalé dynamiky biomakromolekul

Mgr. Zuzana Jaseňáková, Ph.D.

Disertační práce

Study of Slow Dynamics of Biomacromolecules

Anotace:

Pôvodným cieľom práce bolo štúdium rastlinnej histidin kinázy ETR1 (Ethylene response 1), ktorá sa podieľa na etylénovej signálnej dráhe u rastlín. Na základe už publikovaných dát z röntgenovej kryštalografie sme vedeli, že príjmačová doména ETR1 kinázy má iné postavenie gamma šmyčky než doména u príbuznej histidin kinázy CKI1 (Cytokinin independent 1). Práve reorientácia tejto smyčky má za následok prenos signálov z CKI1 príjmačovej domény na ďaľších partnerov. Pomocou NMR spektroskopie sme sa venovali detailnému štúdiu dynamiky týchto dvoch príjmačových domén. Zistili sme, že zatiaľ čo príjmačová doména u CKI1 preukázala, že za prítomnosti iónov a fosfátu vie pozmeniť svoju konformáciu tak, aby došlo k prenosu signálu na downstream partnerov, príjmačová doména u ETR1 takouto dynamikou nedisponuje a je pomerne rigídna. Experminety, ktoré sme použili na štúdium rastlinných histidin kináz sme ďalej uplatnili pri štúdiu podjendotky delta a sigma1.1 domény z RNA-polymerázy izolované z baktérie Bacillus subtililis. V práci sú v plnom rozsahu uvedené nové dáta zo štúdie relaxácií týkajúcich sa delta podjednotky. Dáta týkajúce sa sigma1.1 domény nie sú súčasťou práce vzhľadom k tomu, že sa jedná o pretrvávajúci projekt.

Abstract:

A comprehensive study of plant histidine kinase ETR1 which one is participating in the ethylene signaling pathway, was the original aim of this thesis. Based on the already published data from X-Ray crystallography we knew that the receive domain of the kinase ETR1 has a different orientation of the gamma-loop as the receiver domain of its related histidine kinase CKI1. The reorientation of this loop leads to signal transfer from the receiver domain to other partners. Using NMR spectroscopy we have studied the dynamics of both receiver domains in great details. We found out that upon binding of divalent ions and phosphate, the receiver domain of CKI1 is able to change its conformation in such way that the signal can be transmitted to downstream partners. The receiver domain of ETR1 does not posses such dynamics in this loop and is relatively rigid. Experiments used for the study of plant histidine kinases were also used in the study of delta subunit and sigma1.1 domain from RNA-polymerase isolated from bacteria Bacillus subtilis. In this thesis are summarised all novel data obtained from the relaxation study done on delta subunit. Data from the sigma1.1 domain are not part of this thesis due to the still ongoing project.

Keywords

histidín kináza, ETR1, CKI1, nukleárna magnetická rezonancia, RNA-polymeráza, relaxácie, histidine kinase, nuclear magnetic resonance, RNA-polymerase, relaxation

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 1. 9. 2020

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 23. 9. 2020
• Vedoucí: prof. Mgr. Lukáš Žídek, Ph.D.
• Oponent: prof. Ing. Richard Hrabal, CSc., RNDr. Rostislav Škrabana, Ph.D.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Doktorský studijní program / obor:
Biomolekulární chemie a bioinformatika / Biomolekulární chemie a bioinformatika