Apoptotický protein BAX - analýza nábojové distribuce

Bc. Stanislava Meliorisová

Bachelor's thesis

Apoptotic protein BAX - charge distribution analysis

Abstract:

In this bachelor thesis, I studied detailed mechanism of apoptosis, programmed cell death. The BCL-2 family of proteins, especially BAX, plays a key role in controlling outer mitochondrial membrane permeabilization. It was determined, that activation and inhibition of this protein have an influence on his charge distribution. For this reason, in my bachelor thesis, I focused on analysis and comparison of charge distribution in different BAX structures. I obtained structures of activated protein BAX, inhibited protein BAX and BAX protein complexes from a database Protein Data Bank. Using a web application AtomicChargeCalculator, I computed partial atomic charges and subsequently, compared charge distribution of these structures within groups of BAX structures, having structural and sequence similarities. Results of this work showed, that charge distribution analysis helps us to describe and clarify the mechanism of activation, inhibition, and action of proapoptotic protein BAX.

Abstract:

V této bakalářské práci jsem se zaměřila na podrobný mechanismus apoptózy, programované buněčné smrti. Klíčovou pozici v tomto procesu zaujímá rodina BCL-2 proteinů, konkrétně protein BAX, který je zodpovědný za změnu propustnosti vnější mitochondriální membrány. Bylo zjištěno, že jeho aktivace a inhibice má vliv na nábojovou distribuci v rámci jeho struktury. Proto jsem se ve své práci zaměřila na analýzu a porovnávání nábojové distribuce v různých strukturách BAX proteinu. Z databáze Protein Data Bank jsem získala struktury aktivovaného proteinu BAX, inhibovaného proteinu BAX a komplexů proteinu BAX. S pomocí webové aplikace Atomic Charge Calculator jsem vypočítala parciální atomové náboje na těchto strukturách, a následně jsem porovnávala nábojovou distribuci ve skupinách BAX struktur se sekvenční a strukturní podobností. Analýza nábojové distribuce nám umožnila popis a objasnění mechanismu aktivace, inhibice a akce proapoptotického proteinu BAX. / V tejto bakalárskej práci som sa zamerala na podrobný mechanizmus apoptózy, programovanej bunkovej smrti. Kľúčovú pozíciu v tomto procese zaujíma rodina BCL-2 proteínov, konkrétne proteín BAX, ktorý je zodpovedný za zmenu priepustnosti vonkajšej mitochondriálnej membrány. Bolo zistené, že jeho aktivácia a inhibícia má vplyv na nábojovú distribúciu v rámci jeho štruktúry. Preto som sa vo svojej práci zamerala na analýzu a porovnávanie nábojovej distribúcie v rôznych štruktúrach BAX proteínu. Z databázy Protein Data Bank som získala štruktúry aktivovaného proteínu BAX, inhibovaného proteínu BAX a komplexov proteínu BAX. Pomocou webovej aplikácie Atomic Charge Calculator som vypočítala parciálne atómové náboje v týchto štruktúrach, a následne som porovnávala nábojovú distribúciu v skupinách BAX štruktúr so sekvenčnou a štruktúrnou podobnosťou. Analýza nábojovej distribúcie nám umožnila popis a objasnenie mechanizmu aktivácie, inhibície a akcie preapoptotického proteínu BAX.

Keywords

Apoptóza, BCL-2 proteiny, Apoptotické proteiny, BAX, Efektor, Permeabilizace vnější mitochondriální membrány, Databáze RCSB PDB, Atomic Charge Calculator, Nábojová distribuce, Permeabilizácia vonkajšej mitochondriálnej membrány, Databáza RCSB PDB, Nábojová distribúcia, Apoptosis, BCL-2 proteins, Apoptotic proteins, Efector, Outer mitochondrial membrane permeabilization, Database RCSB PDB, Charge distribution

Language used: Slovak

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 5. 2018

Thesis defence

• Date of defence: 19. 6. 2018
• Supervisor: doc. RNDr. Radka Svobodová Vařeková, Ph.D.
• Reader: RNDr. Tomáš Raček

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Applied Biochemistry / Applied Biochemistry