Strukturní a funkční studie vybraných mutantů haloalkan dehalogenasy DhaA

Mgr. Alena STSIAPANAVA

Doctoral thesis

Selected mutants of haloalkane dehalogenase (DhaA) as a subject for structural and functional studies

Abstract:

Strukturní biologie je jednou z nejrychleji se rozvíjejících oblastí v biologických vědách. Rentgenová difrakční analýza je technika, která umožňuje přímou vizualizaci proteinových struktur na atomárním rozlišení. Řešení struktur proteinů a proteinových komplexů pomocí metod rentgenové difrakce poskytuje důležitý pohled na způsob jejich fungování. Haloalkan dehalogenasy jsou proteiny mající velký význam pro studie v proteinovém inženýrství, kdy je zájem soustředěn na zvýšení jejich katalytické účinnosti nebo rozšíření jejich substrátové specificity k ekologickým polutantům. V předkládané práci jsou detailně popsány nové struktury tří mutantních haloalkan dehalogenas DhaA04, DaA14 a DhaA15, které byly vyřešeny na atomárním rozlišení. Struktury jsou vzájemně srovnány s cílem objasnit efekt mutací na enzymovou aktivitu modifikovaných proteinů. Kromě těchto struktur jsou v práci charakterizovány krystalizační a strukturní studie divokého typu DhaA a jeho mutantní formy DhaA13 se substrátem 1,2,3-trichloropropanem a krystalizační experimenty s DhaA13 v komplexu s fluorescenčním barvivem kumarinem.

Abstract:

Structural biology is one of the most quickly growing fields of research in life sciences. X-ray diffraction analysis is the technique that allows direct visualization of protein structure at the atomic or near-atomic level. Structure solution of proteins and protein complexes by X-ray crystallography provides important insights into their mode of action. The haloalkane dehalogenase proteins represent objects of interest for protein engineering studies, attempting to improve their catalytic efficiency or broaden their substrate specificity towards environmental pollutants. In the present study, the structures of three haloalkane dehalogenase DhaA mutants DhaA04, DhaA14 and DhaA15 at atomic resolution are reported and compared to explore the effect of mutations on the enzymatic activity of modified proteins from a structural perspective. Besides that, in this work, the crystallization and initial X-ray diffraction characterization of DhaA wild type and its mutant variant DhaA13 in complex with environmental pollutant 1,2,3-trichloropropane and the crystallization of DhaA13 in complex with the fluorescence dye coumarin are described.

Keywords

haloalkan dehalogenasa DhaA z Rhodococcus rhodochrous, mutantní formy, biokrystalizace, rentgenova difrakce, strukturní biologie

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 8. 12. 2010

Identifier: 12630

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Ivana Kutá-Smatanová, Ph.D.

UNIVERSITY OF SOUTH BOHEMIA IN ČESKÉ BUDĚJOVICE

Institute of Physical Biology

Doctoral programme / field:
Biophysics / Biophysics