Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/13942
Title: Έκφραση, απομόνωση και μελέτη της αλληλεπίδρασης του Nostoc sp. H–NOX (Heme-Nitric Oxide/Oxygen binding) τομέα με φυσιολογικά σηματοδοτικά μόρια και ενεργοποιητές της ανθρώπινης διαλυτής γουανυλικής κυκλάσης
Other Titles: Expression, isolation and interaction study of Nostoc sp. H-NOX (Heme-Nitric Oxide / Oxygen binding) domain with physiological signaling molecules and activators of human soluble guanylate cyclase
Authors: Γεωργοπούλου, Δήμητρα
Keywords: Τομέας H-NOX
Διαλυτή γουανυλική κυκλάση
Μονοξείδιο του αζώτου (ΝΟ)
Ενεργοποιητές sGC
Keywords (translated): Η-ΝΟΧ domain
Soluble guanylate cyclase
Nitric oxide (ΝΟ)
sGC activators
Abstract: Οι τομείς Η-ΝΟΧ (Heme-nitric oxide/oxygen binding) ανήκουν σε μια οικογένεια αιμοπρωτεϊνών, οι οποίες λειτουργούν ως αισθητήρες αερίων και είναι συντηρημένες στους ευκαρυωτικούς οργανισμούς και τα βακτήρια. Στην ανθρώπινη διαλυτή γουανυλική κυκλάση (sGC), ο τομέας Η-ΝΟΧ λειτουργεί κυρίως ως αισθητήρας για το διατομικό αέριο μονοξείδιο του αζώτου (ΝΟ). Η sGC (soluble Guanylate Cyclase) είναι ένα ετεροδιμερές ένζυμο που αποτελείται από δύο υπομονάδες, την α και τη β, οι οποίες με τη σειρά τους απαρτίζονται από έναν τομέα Η-ΝΟΧ, έναν τομέα Per/ARNT/Sim (PAS), έναν τομέα coiled-coil (CC) και έναν καταλυτικό τομέα. Ο τομέας Η-ΝΟΧ που βρίσκεται στο Ν-τελικό άκρο της β1 υπομονάδας της sGC φαίνεται να έχει ρυθμιστικό στην ενεργοποίηση της καταλυτικής δράσης του ενζύμου, που είναι η μετατροπή της τριφωσφορικής γουανοσίνης (GTP) σε κυκλική μονοφωσφορική γουανοσίνη (cGMP). Ο τομέας αυτός, είναι συνδεδεμένος με ένα μόριο αίμης και στο άτομο του σιδήρου της προσδένεται το ΝΟ, με αποτέλεσμα την ραγδαία αύξηση της παραγωγής της cGMP. Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετήθηκε ο τομέας Η-ΝΟΧ που προέρχεται από το κυανοβακτήριο Nostoc sp. (Ns H-NOX). Ο τομέας Ns H-NOX έχει 33,86% ταυτοσημία στην αμινοξική αλληλουχία με τον τομέα Η-ΝΟΧ της β1 υπομονάδας της ανθρώπινης διαλυτής γουανυλικής κυκλάσης και τα 17 από τα 27 αμινοξέα στην κοιλότητα της αίμης ανάμεσα στους δύο τομείς είναι ίδια. Για το λόγο αυτό, ο τομέας Ns H-NOX είναι ένα καλό μοντέλο της sGC για δομική μελέτη σε διάλυμα ΝΜR. Συγκεκριμένα, η πρωτεΐνη Ns H-NOX, αρχικά, εκφράστηκε και απομονώθηκε. Στη συνέχεια, διερευνήθηκε μέσω φασματοσκοπίας Πυρηνικού Μαγνητικού Συντονισμού (ΝΜR) η διαμόρφωση του μορίου σε διάλυμα καθώς και η αλληλεπίδρασή του με φυσιολογικά σηματοδοτικά μόρια (ΝΟ, CO) και χημικές ενώσεις φαρμακευτικού ενδιαφέροντος. Η αλληλεπίδραση πραγματοποιήθηκε σε πρωτεϊνικά δείγματα επισημασμένα με 15Ν ή/και 13C έτσι ώστε να γίνει η καταγραφή φασμάτων NMR. Τα φάσματα αυτά σε συνδυασμό με τα αντίστοιχα φάσματα ηλεκτρονιακής απορρόφησης UV-vis αξιοποιήθηκαν για την παρακολούθηση της αλληλεπίδρασης της πρωτεΐνης Ns H-NOX για τη διερεύνηση της δομικής σταθερότητας, της αναδίπλωσης και της οξειδωτικής κατάστασης του τομέα Ns Η-ΝΟΧ κατά τη διάρκεια αυξανόμενων προσθηκών των διατομικών αερίων και των χημικών ενώσεων.  
Abstract (translated): H-NOX (Heme-nitric oxide/oxygen binding) domains belong to a family of heme-based gas sensor proteins which are conserved across eukaryotes and bacteria. In human soluble Guanylate Cyclase (sGC), H-NOX domain functions as a gas sensor for nitric oxide (NO) signaling. sGC is a heterodimer enzyme composed of two subunits, alpha and beta and contains an H-NOX domain, a Per/ARNT/Sim (PAS) domain, a coiled-coil (CC) domain and a catalytic domain. H-NOX domain, which is located at the N-terminus of the β1 subunit of sGC seems to be crucial in catalysis of conversion of GTP (guanosine 5′-triphosphate) to cGMP (cyclic guanosine 3,5 -monophosphate). This domain is connected with one molecule of heme and after NO binds to the heme iron atom leads to rapid increase of cGMP production. In the present thesis, we study the H-NOX domain from cyanobacterium Nostoc sp. (Ns H-NOX) which shares 33,86% sequence identity with the H-NOX domain of the β1 subunit of human sGC and 17 from 27 residues are identical in the heme pocket between Ns H-NOX and sGC. Therefore, Ns H-NOX domain is likely a good model for studying the NMR solution structure. Specifically, after expression and isolation of Ns H-NOX protein we examine, through Nuclear Magnetic Resonance (NMR), the formation of the enzyme in solution and the interaction with physiological signaling molecules (ΝΟ, CO) and chemical compounds with pharmaceutical interest. For this purpose, we analyzed NMR spectra and the corresponding UV-Vis spectra and we investigated the structural integrity, the folding, the dynamics and the oxidation state of H-NOX domain, under different concentration of diatomic gases and chemical compounds in solution.
Appears in Collections:Τμήμα Φαρμακευτικής (ΜΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Georgopoulou__ΜΑSΤΕR FINAL.pdf3.86 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.