Produkce a charakterizace lektinu PLL3 z Photorhabdus laumondii

Bc. Karel Snášel

Bachelor's thesis

Production and characterization of PLL3 lectin from Photorhabdus laumondii

Abstract:

Lektiny disponují více vazebnými místy a také specificky vážou sacharidy. Díky vazbě na sacharid dokážou aglutinovat molekuly. Schopnost aglutinace využívají například viry. Lektiny, zejména pak rostlinné, dokážou působit v cizím organismu i toxicky, kdy inhibují proteiny v buňkách. Nezastupitelnou roli hrají u mikrobiálních organismů, kterým pomáhají k navázání organismu na hostitelskou buňku, díky tomu jsou stěžejní při iniciaci infekce. Bakterie rodu Photorhabdus jsou gramnegativní tyčinky, které žijí v mutualistickém vztahu s háďátkem rodu Heterorhabditis. Komplex háďátko-bakterie je silně patogenní pro hmyz. Tato bakalářská práce si klade za cíl připravit lektin PLL3 z Photorhabdus laumondii v dostatečném množství a získat jeho strukturu v komplexu s ligandy. K tomu byly využity metody purifikace, krystalizace a soaking ligandu. Výsledkem byl zisk difrakčních dat, ze kterých byla vypočítána elektronová hustota s rozlišením 1,3 Å, pomocí které byl vytvořen model struktury PLL3 se třemi navázanými ligandy α-methyl-L-fukosidu. Získaná struktura PLL3 s ligandy může napomoci k objasnění mutualistického vztahu bakterie s háďátkem.

Abstract:

Lectins specifically bind carbohydrates, thanks to this binding they can agglutinate molecules, but also whole cells. This mechanism is then used by toxins that are of lectin origin but is also used by viruses. They play an irreplaceable role in microorganisms, helping them to attach to the host cell, thus playing an indispensable role in initiating infection. Photorhabdus bacteria are Gram-negative rods that live in a mutualistic relationship with the nematode of the genus Heterorhabditis. The nematode-bacteria complex is highly pathogenic to insects. This bachelor thesis aims to prepare lectin PLL3 from Gram-negative bacteria in sufficient quantity and purity and characterize its structure in complex with ligands. Methods of purification, crystallization, and soaking of the ligand were used to achieve this goal. The result was the acquisition of diffraction data, from which an electron density with a resolution of 1.3 Å was calculated, which was used to model the structure of PLL3 with three α-methyl-L-fucoside ligands. The obtained structure of PLL3 with ligands may help to elucidate the mutualistic relationship of the bacterium with the nematode.

Keywords

lektin, Photorhabdus laumondii, rentgenová krystalografie, α-methyl-L-fukosid, X-ray crystallography

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 19. 5. 2022

Thesis defence

• Date of defence: 17. 6. 2022
• Supervisor: prof. RNDr. Michaela Wimmerová, Ph.D.
• Reader: Mgr. Lenka Malinovská, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biochemistry / Biochemistry