Strukturní změny fragmentu Tau proteinu indukované jeho fosforylací

Bc. Radek Crha

Bachelor's thesis

Structural changes within the Tau protein fragment induced by phosphorylation

Abstract:

Tau protein se vyskytuje převážně v axonech neuronů v mozku, kde reguluje formování mikrotubulového systému, čímž podporuje správnou funkci neu-ronu. Za zatím neznámých patologických podmínek tau vytváří shluky, které se hromadí v nervové buňce. Toto shlukování zabraňuje proteinu tau plnit jeho biologickou funkci, což má za následek postupné narušení správného fungování neuronových axonů, a tudíž dochází k narušení synaptických spo-jení v mozku. Tato nemoc se nazývá Alzheimerova choroba. V této práci se zaměříme na strukturní charakterizaci fragmentu tau pro-teinu (K321 – S396) a následnou identifikaci strukturních změn vyvolaných fosforylací tohoto fragmentu, který se z velké části vyskytuje v oblasti, která je za patologických podmínek zárodečným centrem vzniku shluků tau. Pro strukturní charakterizaci jsme využili metodu mnohodimenzionální nukleární magnetické rezonance (NMR) z důvodu přirozeně neuspořádaného charakte-ru proteinu. Pro monitorování fosforylace tau fragmentu byla použita meto-da časově rozlišené NMR. Obě metody byly prováděny za použití neuni-formního vzorkování.

Abstract:

Tau protein occurs predominantly in neuronal axons in brain, where it regu-lates formation of microtubule system, thereby promoting proper neuron function. Under so far unknown pathological condition, tau forms aggre-gates, which accumulate in nerve cell. This aggregation prevents tau from fulfilling its biological function, which results in a gradual disruption of the proper function of the neuronal axons. Thus, it disrupts synaptic connections in brain. This disease is called Alzheimer’s disease. In this thesis we aim to structural characterization of the tau fragment (K321 – S396) and subsequent identification of structural changes induced by hyperphosphorylation of this fragment, which is mostly located in the re-gion, which is germinal center of tau aggregation under pathological condi-tion. For structural characterization we used multidimensional nuclear mag-netic resonance (NMR) method, due to intrinsically disordered character of the protein. For monitoring phosphorylation of the tau fragment we applied time-resolved NMR method. Both methods were used in combination with non-uniform sampling.

Keywords

Tau protein, Nukleární magnetické rezonance, Metoda neuniformního vzorkování, Fosforylace

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 17. 6. 2020

Thesis defence

• Date of defence: 15. 7. 2020
• Supervisor: RNDr. Mgr. Jozef Hritz, Ph.D.
• Reader: Mgr. Pavel Kadeřávek, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biochemistry / Biochemistry