Zmena štruktúrno-funkčných vlastností ancestrálneho proteínu pomocou InDel mutagenézy

Primárne karty

ISBN: 978-80-972360-2-1

Zmena štruktúrno-funkčných vlastností ancestrálneho proteínu pomocou InDel mutagenézy

Andrea Schenkmayerova1,2 , Veronika Liskova , Stephane Emond3 , Radka Chaloupkova , Florian Hollfelder , Jiri Damborsky
1 Medzinárodné centrum klinického výskumu Fakultnej nemocnice u sv. Anny v Brne, Pekařská 53, 656 91 Brno, Česká republika
2 Loschmidtove laboratóriá, Ústav experimentálnej biológie, RECETOX, Prírodovedecká fakulta, Masarykova Univerzita, Kamenice 5, 625 00 Brno, Česká republika
3 Ústav biochémie, Univerzita Cambridge, 80 Tennis Court Road, Cambridge, CB2 1GA, UK
schenkan@gmail.com

Na základe sekvencií moderných enzýmov bol in silico navrhnutý spoločný predok haloalkán dehalogenázy (HLD, EC 3.8.1.5)1Renilla luciferín 2-monooxygenázy (RLuc, EC 1.13.12.5)2. Tento ancestrálny proteín nazvaný AncHLD-RLuc vykazuje obe aktivity, dehalogenázovú (10x nižšiu ako HLD LinB) aj luciferázovú (10000x nižšiu ako RLuc).

Porovnanie kryštálových štruktúr ancestrálneho s modernými enzýmami ukázalo ich vysokú štruktúrnu podobnosť. Hlavný rozdiel je vidieť v usporiadaní sekundárnych štruktúr čiapky a v konformácii slučky, ktorá spája hlavnú doménu a čiapku. Flexibilita tohoto regiónu pravdepodobne prispieva k väzbe luciferínu kolentrazínu.

Náhodné inzercie a delécie boli vnesené do AncHLD-RLuc aby sa zistilo, či zmena v kostre proteínu vedie k zmene v jeho aktivite a špecificite. Vytvorené knižnice boli testované na dehalogenázovú a luciferázovú aktivitu a najaktívnejšie hity boli osekvenované a detailne ocharakterizované. Zaujímavé je, že varianty vykazujúce až 60x vyššiu luciferázovú aktivitu niesli zmeny práve v oblastiach, kde sa štruktúra predka najviac odlišuje od enzýmu RLuc.

Poďakovanie: 

H2020 Industrial Leadership Project Rafts4Biotech ID 720776.

Zdroje: 
  1. 1. Koudelakova T, Bidmanova S, Dvorak P, Pavelka A, Chaloupkova R, Prokop Z, Damborsky J. Biotechnol. J. 2013, 8 (1), 32.
    2. Lorenz WW, McCann RO, Longiaru M, Cormier M.J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1991, 88 (10), 4438.