In silico mutageneze a studium katalytických vlastností glykosidas

Mgr. Veronika Horská

Bakalářská práce

In silico mutagenesis and study of catalytic properties of glycosidases

Anotace:

Tato bakalářská práce je zaměřena na studium β-D-manosidasy pocházející z bakterie Bacteroides thetaiotaomicron, jež hraje významnou roli v udržení lidského zdraví. Práce obsahuje především analýzy konformací substrátů v nativním proteinu, v mutovaných kavitách a molekulové simulace vybraných komplexů enzym-substrát za účelem nalezení N-acetyl-manosaminidasy. Pro studium byly užity výpočetní metody, a to dockování, in silico mutageneze a molekulová dynamika. Výsledky 5 ns simulací 11 souborů modelů ukazují, že se většina residuí v aktivním místě podílí na stabilizaci substrátu a nevykazují větší flexibilitu. Dále byla potvrzena stabilizace N-acetylové části ligandu v enzymu obsahujícím mutace za alanin a serin. Velmi dobré výsledky dynamických simulací poskytovaly především dvojbodoví mutanti obsahující mutace glutamové kyseliny za kyselinu asparagovou, kdy byl ligand velmi dobře stabilizován i vhodně prostorově orientován.

Abstract:

This bachelor thesis is focused on β-D-mannosidase from bacterium Bacteroides thetaiotaomicron which plays an important role in maintaining human health. The study is aimed especially at the analysis of substrate confomations in the native protein, mutated cavities and molecular simulations of selected enzyme-substrate complexes to achieve to find novel N-acetyl-mannosidase. For the study were used computational methods, namely docking, in silico mutagenesis and molecular dynamics. Results of 5 ns simulation models of 11 sets show that the majority of the active site residues are involved in substrate stabilization and do not show higher flexibility. The stabilization of the N-acetyl group of the ligand was confirmed in the active site of the enzyme containing mutations for alanine and serine. Very good results of dynamic simulations provided primarily double point mutants containing mutations of glutamic acid for aspartic acid, where the ligand is stabilized very well and appropriately spatially oriented.

Klíčová slova

β-D-manosidasa, dockování, molekulová dynamika, AutoDock, glykoproteiny, β-D-mannosidase, docking, molecular dynamics, glycoproteins

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 14. 5. 2013

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 18. 6. 2013
• Vedoucí: prof. RNDr. Michaela Wimmerová, Ph.D.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Bakalářský studijní program / obor:
Biochemie / Chemoinformatika a bioinformatika