Studie fosforylace anorganické pyrofosfatázy Streptococcus pneumoniae

Abstract

Lidský patogen Streptococcus pneumoniae kóduje jednu jedinou Ser/Thr proteinkinázu eukaryotického typu nazvanou StkP. StkP reguluje virulenci, kompetenci, rezistenci ke stresům, genovou expresi a hraje roli v regulaci cyklu buněčného dělení. Analýza fosfoproteomových map divokého kmene S. pneumoniae a mutantního kmene stkP ukázala, že StkP fosforyluje několik pravděpodobných substrátů in vivo, včetně Mn-dependentní anorganické pyrofosfatázy PpaC. Prostřednictvím analyzy hmotnostní spektrometrií byla v aktivním místě proteinu identifikována dvě fosforylovaná místa. Pyrofosfatázy jsou esenciální enzymy, které katalyzují hydrolýzu anorganického pyrofosfátu produkovaného během různých biosyntetických reakcí využívajících ATP. Bylo prokázáno, že změny v pyrofosfatázové aktivitě mají velký efekt na buněčný metabolizmus, růst a dělení bakterií. Cílem této práce bylo studium fosforylace anorganické pyrofosfatázy PpaC v S. pneumoniae. Gen ppaC byl klonován, exprimován v E. coli a protein PpaC byl izolován afinitní chromatografií. Fosforylace PpaC prostřednictvím StkP byla testována kinázovou reakcí, ale nepotvrdili jsme, že PpaC je přímým substrátem StkP in vitro. Dále jsme připravili řadu mutantů v genu ppaC. Dvě pravděpodobné fosfoaminokyseliny identifikované hmotnostní spektrometrií jsme vyměnili za neutrální...

The human patogen Streptococcus pneumoniae encodes a single copy of eukaryotic-like Ser/Thr protein kinase StkP. StkP regulates virulence, competence, stress resistence, gene expression and plays a role in the regulation of cell division cycle. Analysis of phosphoproteome maps of the wild type and stkP mutant strain of S. pneumoniae showed that in vivo StkP phosphorylates several putative substrates including Mn-dependent inorganic pyrophosphatase PpaC. Mass spectrometry analysis identified two phosphorylation sites in an active site of the protein. Pyrophosphatases are essential enzymes that catalyze hydrolysis of inorganic pyrophosphate produced during various biosynthetic reactions that utilize ATP. Changes in pyrophosphatase activity have been described to have global effects on cell metabolism, growth and division of bacteria. The aim of this thesis was to investigate the phosphorylation of inorganic pyrophosphatase PpaC in S. pneumoniae. Gene ppaC was cloned, expressed in E. coli and protein was purified via affinity chromatography. Phosphorylation of PpaC by StkP was examined in a kinase assay but we did not confirm that PpaC is a direct substrate of StkP in vitro. Further we prepared a set of mutants in ppaC gene. We replaced two presumable phosphoaminoacids identified by mass-spectrometry with...