Έκφραση, απομόνωση και βιοφυσικός χαρακτηρισμός βακτηριακών Η-ΝΟΧ επικρατειών
| datacite.contributor.RelatedPerson | Φουστέρης, Εμμανουήλ | |
| datacite.contributor.RelatedPerson | Τοπούζης, Σταύρος | |
| datacite.contributor.Supervisor | Σπυρούλιας, Γεώργιος | |
| dc.contributor.author | Γράβαλος, Στέφανος | |
| dc.contributor.other | Gravalos, Stefanos | |
| dc.date.accessioned | 2024-07-02T10:27:36Z | |
| dc.date.available | 2024-07-02T10:27:36Z | |
| dc.date.issued | 2024-06-03 | |
| dc.degree | masterThesis | |
| dc.description.abstract | Το σηματοδοτικό μονοπάτι ΝΟ/sGC/cGMP διαδραματίζει σημαντικό ρόλο σε φυσιολογικές λειτουργίες του καρδιαγγειακού –και όχι μόνο– συστήματος. Το ένζυμο της διαλυτής Γουανυλικής Κυκλάσης (sGC) είναι μια ετεροδιμερής α1/β1 αιμοπρωτεΐνη. Η αμινο-τελική περιοχή της β1 υπομονάδας της sGC δεσμεύει την αίμη και συνιστά την H-NOX (Heme-Nitric oxide/Oxygen binding) επικράτεια. H H-NOX επικράτεια αναγνωρίζει και δεσμεύει εκλεκτικά το σηματοδοτικό, διατομικό, αέριο μόριο, μονοξείδιο του αζώτου (NO). Έτσι, ενεργοποιείται η δραστικότητα κυκλάσης της καρβοξυτελικής περιοχής που οδηγεί στην παραγωγή της κυκλικής μονοφωσφορικής γουανοσίνης (cGMP), μέσω της 5΄τριφωσφορικής γουανοσίνης (GTP). Το αγγελιοφόρο μόριο cGMP σηματοδοτεί την ενεργοποίηση καθοδικών μονοπατιών της πρωτεϊνικής κινάσης G (PKG), των φωσφοδιεστερασών (PDE) και των ιοντικών διαύλων. Η δυσλειτουργία του NO/sGC/cGMP άξονα σχετίζεται με παθοφυσιολογικές καταστάσεις του καρδιαγγειακού συστήματος, όπως η υπέρταση, η αθηροσκλήρωση και η καρδιακή ανεπάρκεια. Το γεγονός αυτό απορρέει, είτε από τη μειωμένη βιοδιαθεσιμότητα του NO, είτε από το οξειδωτικό στρες, που οδηγεί σε οξείδωση, σε αποχώρηση της αίμης από την H-NOX επικράτεια και σε αποικοδόμηση του ενζύμου από το πρωτεάσωμα. Τα τελευταία χρόνια η θεραπευτική αντιμετώπιση βασίζεται σε δύο κατηγορίες χημικών ενώσεων, με δράση ανεξάρτητη του NO, που ονομάζονται «ενεργοποιητές» και «διεγέρτες» της sGC. Στην παρούσα μεταπτυχιακή εργασία πραγματοποιείται υπερέκφραση, απομόνωση και βιοφυσικός χαρακτηρισμός τριών βακτηριακών H-NOX επικρατείων, των Shewanella woodyi (Sw H-NOX), Shewanella oneidensis (So H-NOX) και Nostoc sp. (Ns H-NOX). Επιπροσθέτως, κύριος στόχο αποτελεί o χαρακτηρισμός (ως «διεγέρτης» ή «ενεργοποιητής» της sGC), η πρόσδεση και η δομική μελέτη σε ατομικό επίπεδο, μέσω Φασματοσκοπίας NMR, σε διάλυμα, του νέου υποψήφιου αγωνιστή της sGC, Bay 543 (Bayer AG). Οι μελέτες, αυτές, πραγματοποιούνται στο βακτηριακό H-NOX ομόλογο της sGC, από το κυανοβακτήριο Nostoc sp. Για την επιτυχή ολοκλήρωση των παραπάνω στόχων, θα αξιοποιηθούν δεδομένα από βιοφυσικές (τεχνική SEC-MALS) και άλλες φασματοσκοπικές μελέτες (φασματοσκοπία UV-Vis και CD). | |
| dc.description.translatedabstract | The NO-sGC-cGMP pathway has a pivotal role in normal functions of the cardiovascular -and not only- system. The soluble Guanylate Cyclase (sGC) is a heterodimeric α1/β1 heme enzyme. The amino-terminal region of the regulatory β1 subunit of sGC binds a heme molecule and forms the H-NOX (Heme-Nitric oxide/Oxygen binding) domain. The H-NOX domain is responsible for recognizing and binding the signaling, diatomic gas molecule, nitric oxide (NO). Thus, the cyclase activity of the carboxy-terminal domain is activated, which leads to the production of cyclic guanosine monophosphate (cGMP), through 5’ guanosine triphosphate (GTP). The second messenger cGMP molecule activates the downstream pathways of protein kinase G (PKG), phosphodiesterases (PDE) and ion channels. The dysfunctional NO/sGC/cGMP axis is associated with cardiovascular pathophysiological conditions such as hypertension, atherosclerosis and heart failure, caused by either reduced NO bioavailability or oxidative stress resulting in heme oxidation, removal of heme from the H-NOX domain and degradation of the enzyme by the proteasome. In recent years, the therapeutic treatment is based on two classes of chemical compounds, with NO-independent action, called "activators" and "stimulators" of sGC. In this master’s thesis, took place the overexpression, isolation and biophysical characterization of three bacterial H-NOX domains, from Shewanella woodyi (Sw H-NOX), Shewanella oneidensis (So H-NOX) και Nostoc sp. (Ns H-NOX). Additionally, the main aim of this thesis, is the characterization (as a “stimulator” or “activator” of sGC), the binding and the structural study at an atomic level, through NMR spectroscopy, in solution, of a new candidate sGC agonist, Bay 543 (Bayer AG). These studies are carried out in the bacterial H-NOX sGC homolog, of the cyanobacterium Nostoc sp. At the same time, for the successful completion of the above objectives, data from biophysics (SEC-MALS technique) and other spectroscopical studies (UV-Vis and CD spectroscopy) will be used. | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/10889/27342 | |
| dc.language.iso | el | |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 United States | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/us/ | |
| dc.subject | Αίμη | |
| dc.subject | H-NOX | |
| dc.subject | Διαλυτή γουανυλική κυκλάση | |
| dc.subject | Μονοξείδιο του αζώτου | |
| dc.subject | Ενεργοποιητές | |
| dc.subject | Φασματοσκοπία NMR | |
| dc.subject.alternative | Heme | |
| dc.subject.alternative | H-NOX | |
| dc.subject.alternative | Soluble guanylate cyclase | |
| dc.subject.alternative | Nitric oxide | |
| dc.subject.alternative | Activators | |
| dc.subject.alternative | NMR spectroscopy | |
| dc.title | Έκφραση, απομόνωση και βιοφυσικός χαρακτηρισμός βακτηριακών Η-ΝΟΧ επικρατειών | |
| dc.title.alternative | Expression, isolation and biophysical characterization of bacterial H-NOX domains |