Aplikace 19F NMR na studium fosforylovaného 14-3-3 proteinu

Bc. Jana Novotná

Bakalářská práce

Application of 19F NMR on study of phosphorylated 14-3-3

Anotace:

Rodina 14-3-3 proteinů patří mezi klíčové eukaryotické regulátory, zapojené do mnoha buněčných funkcí. Dimerní charakter proteinu je podstatný pro jejich funkci a narušení rovnováhy dimer-monomer vede například k oxidativním stresem indukované apoptóze. Monomerní 14-3-3 proteiny byly také nalezeny v mozcích pacientů s neurodegenerativními onemocněními, například s Alzheimerovou chorobou. Fosforylace serinu 58 byla v literatuře navřžena jako jedna z možných příčin monomerizace. Fosforylovaný monomer byl poprvé připraven teprve nedávno a jeho charakterizace není úplná. 19F NMR spektroskopie se ukazuje být nadějnou metodou pro studium 14-3-3 proteinů, studium fosforylovaných monomerů je však negativně ovlivněno nízkou výtěžností fosforylačního protokolu v kombinaci s inkorporací fluorinovaného rezidua. Metoda inkorporace fluorotryptofanu optimalizovaná v této práci využívá rozšířený genetický kód pro přímou inkorporaci fosfoserinu. Monomerní 14-3-3 byl také podroben interakčním experimentům s amyloidem beta s použitím 19F NMR spektroskopie.

Abstract:

The 14-3-3 protein family are key eukaryotic regulators involved in numerous cell functions. Their dimeric character is crucial for their function, and disrupting the dimer-monomer equilibrium leads to for example oxidant-stress-induced apoptosis. Monomeric 14-3-3 proteins were also detected in the brains of patients with neurodegenerative diseases, including Alzheimer's disease. Phosphorylation of serine 58 was proposed in the literature as one of the possible causes of monomerization. The phosphorylated monomer was recently prepared and its characterization is not complete. 19F NMR spectroscopy appears to be a promising method for the study of 14-3-3 proteins, but the study of phosphorylated monomers is negatively affected by the low yield of the phosphorylation protocol combined with the incorporation of fluorinated residue. The method of fluorotryptophan incorporation optimized in this thesis utilizes the direct incorporation of the phosphoserine utilizing expanded genetic code. Additionally, the interaction between monomeric 14-3-3 and amyloid beta was investigated using 19F NMR spectroscopy.

Keywords

14-3-3, rozšířený genetický kód, značení proteinů, nukleární magnetická rezonance, 19F NMR, expanded genetic code, protein labeling, nuclear magnetic resonance

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 31. 5. 2024

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 27. 6. 2024
• Vedoucí: doc. RNDr. Mgr. Jozef Hritz, Ph.D.
• Oponent: Mgr. David Mužík

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Bakalářský studijní program / obor:
Chemie / Biofyzikální chemie