Důležité role hemu: signál pro hem-detekující proteiny a detekční místo v plyn-detekujících proteinech

Abstract

Hem-obsahující senzorové proteiny jsou hemoproteiny, které jsou rozděleny do dvou skupin: hem-detekující a plyn-detekující proteiny. Funkce hem-detekujících proteinů je ovlivněna koncentrací hemu v okolí proteinu. Prostřednictvím navázání hemu k hem-detekujícímu proteinu (nebo naopak disociace hemu z hem-detekujícího proteinu) jsou ovlivněny mnohé fyziologické procesy v organismu, jako například regulace enzymové aktivity nebo interakce proteinu s DNA a další funkce, které jsou nezbytné pro přežití buněk. Plyn-detekující proteiny obsahují pevně vázanou molekulu hemu, ke které jsou vázány molekuly plynu (např. kyslík, oxid uhelnatý nebo oxid dusnatý) v závislosti na koncentraci molekul plynu. Navázání molekuly plynu k plyn-detekujícímu proteinu, aktivuje mechanismus, jehož prostřednictvím dochází k ovlivnění fyziologických procesů v organismu, jako například regulace enzymové aktivity nebo interakce proteinu s DNA. V této bakalářské práci jsou shrnuty dosavadní zjištěné poznatky o těchto hemoproteinech, publikované v odborných časopisech. Experimentální část této bakalářské práce se zabývá konkrétním modelovým hem-obsahujícím senzorovým proteinem. Je jím histidin kinasa s globinovou strukturou senzorové domény, izolovaná z mikroorganismu Anaeromyxobacter sp., kmen Fw 109-5 (AfGcHK). Náplní experimentální...

Heme-containing sensor proteins are heme proteins, which are divided into two groups: heme-sensing and gas-sensing proteins. The function of heme-sensing proteins is affected by heme availability. Association (or dissociation) of heme moiety of heme-sensing protein regulates various physiological functions, including protein kinase activity, transcription and other important functions essential for cell survival. In gas-sensing proteins, heme acts as the sensing site for binding of gaseous molecules (including O2, NO and CO) and indirectly regulates physiological functions, including protein kinase activity, transcription and other important functions essential for cell survival. The recent studies on heme-containing senzor proteins published in scientific journals are summarized in this thesis. The experimental part of this thesis focused on the specific heme-containing sensor protein - a globin-coupled histidine kinase from Anaeromyxobacter sp. strain Fw 109-5 (AfGcHK). The aim of this thesis was to amplified and isolate plasmid carrying gen for AfGcHK. Consequently the protein was expressed in E.coli BL-21(DE3) and the protein was isolated. Based on the results, the isolation process was optimized. Moreover, the purified preparation of isolated AfGcHK was prepared in more than 99% of homogeneity....