Δομικές μελέτες λιποξυγενασών με χρήση πρωτεϊνικής κρυσταλλογραφίας ακτίνων-Χ
Οι λιποξυγενάσες ανήκουν στην υπεροικογένεια των διοξυγενασών και φέρουν ένα κατιόν σιδήρου προσδεμένο σε αυτές, χωρίς να είναι απαραίτητη η παρουσία του ετεροκυκλικού πορφυρινικού δακτυλίου της αίμης. Η οικογένεια αυτών των ενζύμων απαντά ευρέως στα φυτά, τους μύκητες και τα ζώα και ο ρόλος τους εί...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Μορφή: | Thesis |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2020
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/13091 |
| id |
nemertes-10889-13091 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Λιποξυγενάσες Κρυστάλλωση πρωτεϊνών Υπολογιστικές μελέτες μοριακής πρόσδεσης Lipoxygenases Protein crystals Computational studies of molecular binding 572.791 |
| spellingShingle |
Λιποξυγενάσες Κρυστάλλωση πρωτεϊνών Υπολογιστικές μελέτες μοριακής πρόσδεσης Lipoxygenases Protein crystals Computational studies of molecular binding 572.791 Γερογιάννη, Ιωάννα Δομικές μελέτες λιποξυγενασών με χρήση πρωτεϊνικής κρυσταλλογραφίας ακτίνων-Χ |
| description |
Οι λιποξυγενάσες ανήκουν στην υπεροικογένεια των διοξυγενασών και φέρουν ένα κατιόν σιδήρου προσδεμένο σε αυτές, χωρίς να είναι απαραίτητη η παρουσία του ετεροκυκλικού πορφυρινικού δακτυλίου της αίμης. Η οικογένεια αυτών των ενζύμων απαντά ευρέως στα φυτά, τους μύκητες και τα ζώα και ο ρόλος τους είναι η στερεοεκλεκτική μετατροπή των πολυακόρεστων λιπαρών οξέων, τα οποία περιέχουν πληθώρα cis διπλών δεσμών, σε υδροϋπεροξείδια με χρήση μοριακού οξυγόνου. Η λιποξυγενάση στον άνθρωπο εμπλέκεται στο πρώτο στάδιο της βιοσυνθετικής πορείας που αφορά στον μεταβολισμό του αραχιδονικού οξέος, ένα από τα πιο χαρακτηριστικά πολυακόρεστα λιπαρα οξέα, το οποίο τελικά μετατρέπεται σε λευκοτριένια και λιποξίνες. Η κατανόηση του μηχανισμού δράσης του ενζύμου είναι ιδιαίτερης σημασίας λόγω του ρόλου των λευκοτριενίων και των λιποξινών στη φλεγμονή και σε ασθένειες συνδεόμενες με τη φλεγμονή όπως το άσθμα, η αρθρίτιδα, η αθηροσκλήρωση και ο καρκίνος. Η εφαρμογή της μεθόδου του κατευθυνόμενου- από τη δομή- σχεδιασμού δυνάμει αναστολέων της δράσης των λιποξυγενασών, προϋποθέτει την ταυτοποίηση πρόδρομων ενώσεων. Μια τέτοια ένωση δυνητικά αποτελεί το χρησιμοποιούμενο ως τεχνητό γλυκαντικό ασπαρτάμη. Στο πλαίσιο της παρούσας διπλωματικής εργασίας πραγματοποιήθηκαν υπολογιστικές μελέτες μοριακής πρόσδεσης της ασπαρτάμης στις τριδιάστατες δομές των λιποξυγενασών LOX-1, LOX-3 του καρπού της σόγιας και 5-LOX, 12-LOX του ανθρώπου, οι οποίες αποτελούν αντιπροσωπευτικά παραδείγματα της οικογένειας των λιποξυγενάσων. Για τον προσδιορισμό της τριδιάστατης δομής της ασπαρτάμης ως συμπλόκου με τη LOX-1 του καρπού της σόγιας, εξετάσθηκαν οι συνθήκες κρυστάλλωσης του ενζύμου, οι οποίες είχαν προηγουμένως αναφερθεί στην βιβλιογραφία χωρίς όμως να χωρίς όμως να επιβεβαιωθούν, μη οδηγώντας στην ανάπτυξη κρυστάλλων. Στη συνέχεια διερευνήθηκε πλήθος εμπορικά διαθέσιμων συνθηκών κρυστάλλωσης με χρήση ρομποτικής διάταξης, οι οποίες υποβλήθηκαν σε περαιτέρω βελτίωση και οδήγησαν στην ανάπτυξη ευμεγέθων κρυστάλλων. Οι κρύσταλλοι αυτοί θα αξιοποιηθούν για τη συλλογή δεδομένων περίθλασης ακτίνων Χ του ενζύμου παρουσία της ασπαρτάμης για τη μελέτη της δομής του συμπλόκου σε υψηλή διακριτικότητα. |
| author2 |
Τσέλιος, Θεόδωρος |
| author_facet |
Τσέλιος, Θεόδωρος Γερογιάννη, Ιωάννα |
| format |
Thesis |
| author |
Γερογιάννη, Ιωάννα |
| author_sort |
Γερογιάννη, Ιωάννα |
| title |
Δομικές μελέτες λιποξυγενασών με χρήση πρωτεϊνικής κρυσταλλογραφίας ακτίνων-Χ |
| title_short |
Δομικές μελέτες λιποξυγενασών με χρήση πρωτεϊνικής κρυσταλλογραφίας ακτίνων-Χ |
| title_full |
Δομικές μελέτες λιποξυγενασών με χρήση πρωτεϊνικής κρυσταλλογραφίας ακτίνων-Χ |
| title_fullStr |
Δομικές μελέτες λιποξυγενασών με χρήση πρωτεϊνικής κρυσταλλογραφίας ακτίνων-Χ |
| title_full_unstemmed |
Δομικές μελέτες λιποξυγενασών με χρήση πρωτεϊνικής κρυσταλλογραφίας ακτίνων-Χ |
| title_sort |
δομικές μελέτες λιποξυγενασών με χρήση πρωτεϊνικής κρυσταλλογραφίας ακτίνων-χ |
| publishDate |
2020 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/13091 |
| work_keys_str_mv |
AT gerogiannēiōanna domikesmeleteslipoxygenasōnmechrēsēprōteïnikēskrystallographiasaktinōnch AT gerogiannēiōanna structuralstudiesoflipoxygenasesusingxrayproteincrystallography |
| _version_ |
1771297146389135360 |
| spelling |
nemertes-10889-130912022-09-05T05:37:31Z Δομικές μελέτες λιποξυγενασών με χρήση πρωτεϊνικής κρυσταλλογραφίας ακτίνων-Χ Structural studies of lipoxygenases using X-ray protein crystallography Γερογιάννη, Ιωάννα Τσέλιος, Θεόδωρος Μαυρομούστακος, Θωμάς Χρυσίνα, Ευαγγελία Gerogianni, Ioanna Λιποξυγενάσες Κρυστάλλωση πρωτεϊνών Υπολογιστικές μελέτες μοριακής πρόσδεσης Lipoxygenases Protein crystals Computational studies of molecular binding 572.791 Οι λιποξυγενάσες ανήκουν στην υπεροικογένεια των διοξυγενασών και φέρουν ένα κατιόν σιδήρου προσδεμένο σε αυτές, χωρίς να είναι απαραίτητη η παρουσία του ετεροκυκλικού πορφυρινικού δακτυλίου της αίμης. Η οικογένεια αυτών των ενζύμων απαντά ευρέως στα φυτά, τους μύκητες και τα ζώα και ο ρόλος τους είναι η στερεοεκλεκτική μετατροπή των πολυακόρεστων λιπαρών οξέων, τα οποία περιέχουν πληθώρα cis διπλών δεσμών, σε υδροϋπεροξείδια με χρήση μοριακού οξυγόνου. Η λιποξυγενάση στον άνθρωπο εμπλέκεται στο πρώτο στάδιο της βιοσυνθετικής πορείας που αφορά στον μεταβολισμό του αραχιδονικού οξέος, ένα από τα πιο χαρακτηριστικά πολυακόρεστα λιπαρα οξέα, το οποίο τελικά μετατρέπεται σε λευκοτριένια και λιποξίνες. Η κατανόηση του μηχανισμού δράσης του ενζύμου είναι ιδιαίτερης σημασίας λόγω του ρόλου των λευκοτριενίων και των λιποξινών στη φλεγμονή και σε ασθένειες συνδεόμενες με τη φλεγμονή όπως το άσθμα, η αρθρίτιδα, η αθηροσκλήρωση και ο καρκίνος. Η εφαρμογή της μεθόδου του κατευθυνόμενου- από τη δομή- σχεδιασμού δυνάμει αναστολέων της δράσης των λιποξυγενασών, προϋποθέτει την ταυτοποίηση πρόδρομων ενώσεων. Μια τέτοια ένωση δυνητικά αποτελεί το χρησιμοποιούμενο ως τεχνητό γλυκαντικό ασπαρτάμη. Στο πλαίσιο της παρούσας διπλωματικής εργασίας πραγματοποιήθηκαν υπολογιστικές μελέτες μοριακής πρόσδεσης της ασπαρτάμης στις τριδιάστατες δομές των λιποξυγενασών LOX-1, LOX-3 του καρπού της σόγιας και 5-LOX, 12-LOX του ανθρώπου, οι οποίες αποτελούν αντιπροσωπευτικά παραδείγματα της οικογένειας των λιποξυγενάσων. Για τον προσδιορισμό της τριδιάστατης δομής της ασπαρτάμης ως συμπλόκου με τη LOX-1 του καρπού της σόγιας, εξετάσθηκαν οι συνθήκες κρυστάλλωσης του ενζύμου, οι οποίες είχαν προηγουμένως αναφερθεί στην βιβλιογραφία χωρίς όμως να χωρίς όμως να επιβεβαιωθούν, μη οδηγώντας στην ανάπτυξη κρυστάλλων. Στη συνέχεια διερευνήθηκε πλήθος εμπορικά διαθέσιμων συνθηκών κρυστάλλωσης με χρήση ρομποτικής διάταξης, οι οποίες υποβλήθηκαν σε περαιτέρω βελτίωση και οδήγησαν στην ανάπτυξη ευμεγέθων κρυστάλλων. Οι κρύσταλλοι αυτοί θα αξιοποιηθούν για τη συλλογή δεδομένων περίθλασης ακτίνων Χ του ενζύμου παρουσία της ασπαρτάμης για τη μελέτη της δομής του συμπλόκου σε υψηλή διακριτικότητα. Lipoxygenases belong to the superfamily of nonheme dioxygenases that bear a nonsulfur iron ion. They are found in plants, fungi and mammals and they play a key role in catalyzing the stereoselective transformation of polyunsaturated fatty acids, which contain plethora of cis double bonds, to form of hydroperoxides by using molecular oxygen. Human lipoxygenase is involved in the first stage of arachidonic acid metabolism, a well-known polyunsaturated fatty acid that eventually is converted to leukotrienes and lipoxins. Understanding of the structure-function relationship of the enzyme is of utmost importance because of the implication of the latter as cellular mediators in inflammatory processes such as asthma, arthritis, atherosclerosis and cancer. The application of the structure-based drug design approach for the design of lipoxygenase inhibitors that interfere with the enzyme action requires first to identify a lead compound. Aspartame may potentially be such a molecule. In the frame of the present master thesis, computational studies of molecular binding of aspartame and LOX-1, LOX-3 from soybean, 5-LOX, 12-LOX from human were conducted. These lipoxygenases were chosen because they share structural features, which are common in all lipoxygenases’ structures. With the aim to define the 3D structure of aspartame in complex with LOX-1 from soybean, previously published conditions were explored. The results showed that the known conditions did not lead to crystal growth; therefore, commercially available screens were employed using the robotic crystallization facility installed at IBCB-NHRF. Initial hits were obtained and further optimization resulted in the successful crystallization of the enzyme in the presence of additives. The crystals were of sufficient quality for collection diffraction data at high resolution and performing structural studies of LOX-1 in complex with aspartame. 2020-02-06T20:32:04Z 2020-02-06T20:32:04Z 2019-02 Thesis http://hdl.handle.net/10889/13091 gr 12 An error occurred getting the license - uri. application/pdf |
