Interakce postranních řetězců hemu s apoproteinem: srovnání cytochromů P450 a NO-synthas

Abstract

Cytochromy P450 a NO-synthasy jsou hem-thiolátové proteiny podílející se na katalýze významných biochemických reakcí. V této práci byla provedena srovnávací analýza obou těchto skupin enzymů z hlediska hodnoty torzních úhlů pro vinylové postranní řetězce hemu v pozicích 2 a 4 na základě dostupných krystalografických dat pomocí programu Yasara. Zatímco hodnoty torzních úhlů obou vinylů u NO-synthas ukazují na velmi "konzervativní" konformace obou vinylů (v rozmezí od -30ř do 90ř pro pozici 2, resp. od -150ř do 120ř pro pozici 4) a na prakticky zanedbatelné rozdíly mezi jednotlivými formami těchto enzymů, pro savčí cytochromy P450 se ukázalo, že mezi jednotlivými rodinami jsou dosti výrazné rozdíly. V souladu s výsledky dřívějších analýz je rozmezí hodnot torzních úhlů pro vinyly v pozici 2 obvykle užší (od -120ř do 150ř) než pro vinyly v pozici 4, které jsou výrazně konformačně flexibilnější (hodnoty torzních úhly se pohybovaly v rozmezí od -30ř do 180ř). V druhé části práce byla zkoumána interakce cytochromu P450 a jeho reakčního partnera, cytochrom P450 reduktasy. Analýzou krystalografických dat bylo ověřeno, nakolik jsou prostorové pozice bazických aminokyselinových zbytků, odpovídající v primární struktuře různých savčích forem těm zbytkům v isoformě 2B4, o nichž se předpokládá, že odpovídají...

Cytochromes P450 and NO-synthases are two classes of heme-thiolate proteins, participating in catalysis of important biochemical reactions. In this work we analysed and compared both enzyme groups from the viewpoint of torsional angles of vinyl side chains of heme in positions 2 and 4. We used the Yasara programme to analyse the available crystalographic data. Whereas the torsional angle distributions for both vinyl groups in NO-synthases are pointing to a rather "conservative" conformations of both vinyls (between -30ř and 90ř for position 2, -150ř to 120ř for position 4, resp.) with little differences for individual forms of these enzymes, the mammalian cytochromes P450 display considerable differences between different families. In accordance with previous analyses is the distribution of torsional angles of 2-vinyls in most cases narrower (-120ř to 150ř) compared to 4-vinyls, which display more conformational flexibility (with torsional angles between -30ř and 180ř). In the second part of the Thesis we analysed the interaction of cytochrome P450 with its reaction partner, cytochrome P450 reductase. On the basis of crystalographic data we tried to prove, if the spatial positions of basic aminoacids, corresponding in the primary structure of various mammalian forms the those in the isoform 2B4...