Vazebné vlastnosti proteinů rodiny 14-3-3 a jejich interakce s proteinem p53

Mgr. Jana Čechová

Bachelor's thesis

Binding properties of the 14-3-3 protein family and its interaction with protein p53

Abstract:

Proteiny rodiny 14-3-3 patří mezi první objevené signální molekuly, které se specificky váží na motivy obsahující fosfoserin nebo fosfothreonin. Tuto proteinovou rodinu nalezneme téměř ve všech tkáních eukaryotních organismů. Prostřednictvím dimeru hrají klíčovou roli v signální transdukci, buněčném cyklu, apoptóze a kontrole genové exprese. Proteiny 14-3-3 svým navázáním na cílový protein mění jeho další protein - protein interakci, lokalizaci v buňce, chrání protein před proteolýzou a slouží jako adaptorové proteiny. Snížená exprese savčí izoformy σ je spojena se vznikem maligního nádoru epiteliálních buněk. Vědecké studie odhalily, že izoforma σ je pozitivním regulátorem proteinu p53. Nádorový supresor protein p53, též nazýván „Strážce genomu“ plní významnou roli v buněčných pochodech. Jeho důležitost spočívá v prevenci vzniku nádorového bujení. V buňce funguje jako transkripční faktor a podílí se na inhibici buněčného cyklu, apoptóze a reparaci DNA. Protein p53 bývá zmutován v 50% všech lidských nádorů, proto se stává hlavním cílem protinádorové terapie. Cílem bakalářské práce byla literární rešerše o proteinové rodině 14-3-3, izolace různých izoforem této skupiny proteinů a studium interakce proteinů 14-3-3 s DNA a p53. V experimentální části se podařilo izolovat 4 izoformy, v dostatečné čistotě a koncentraci. Ze studií vazebných interakcí 14-3-3 jsme potvrdili, že lidské izoformy 14-3-3 se váží na superhelikální i lineární DNA. Nejlepší vazebné schopnosti ukázala izoforma γ. Další studie by se mohly zaměřit na interakce proteinů 14-3-3 a p53 s modifikovanou DNA protinádorově aktivními komplexy kovů.

Abstract:

Proteins of the 14-3-3 family belong to the first discovered signal molecules that are specifically bound to the motives containing phosphoserine or phosphothreonine. This protein family can be found in almost all tissues of eukaryotic organisms. In the form of dimer they are featured in signal transduction, cellular cycle, apoptosis and supervision of genetic expression. The 14-3-3 proteins change by their bounding on the target protein its next protein - protein interaction and localization in the cell, protect the protein from proteolysis and serve as adaptor molecules. Reduced expression of the mammalian isoform σ is connected with the emergence of epithelial cells encephaloid. Scientific studies revealed that the isoform σ is a positive regulator of the p53 protein. Tumor suppressor p53 protein, called „Guardian of the Genome“, plays an important role in cellular processes. Its importance lies in prevention of tumor emergence. In the cell, it functions as a transcriptional factor and participates in the inhibition of cellular cycle, apoptosis and DNA reparation. The p53 protein is usually mutated in 50% of all human tumors, hence it becomes the main object of antitumor therapy. Aim of the thesis is a literary exploration of facts about the 14-3-3-protein family, an isolation of various isoforms of this protein group and a study of interaction of 14-3-3 proteins with DNA and p53. In the experimental part, it managed to isolate four isoforms in sufficient purity and concentration. The study of binding interactions of 14-3-3 confirmed that human isoforms of 14-3-3 bind to both superhelical and linear DNA. The best binding abilities were proved by the isoform γ. Other studies could be focused on the interactions of 14-3-3 and p53 proteins with DNA modified by active anticancer metal complexes.

Keywords

proteinová rodina 14-3-3, p53, fosfoserin, fosfothreonin, izoforma σ, křížová struktura na DNA, rakovina

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 14. 5. 2010

Thesis defence

• Date of defence: 14. 6. 2010
• Supervisor: doc. Mgr. Václav Brázda, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biochemistry / Biochemistry