Název: Strukturní dynamika transkripčního faktoru EL222 citlivého na světlo
Překlad názvu: Structural dynamics of the light-sensitive transcription factor EL222
Autoři: Chaudhari, Aditya ; Fuertes Vives, Gustavo (vedoucí práce) ; Sedlák, Erik (oponent) ; Möglich, Andreas (oponent)
Typ dokumentu: Disertační práce
Rok: 2023
Jazyk: eng
Abstrakt: [eng] [cze]
(EN) Absorption of blue light by proteins featuring the light-oxygen-voltage (LOV) domain triggers physiological responses. One of the LOV-containing proteins, the bacterial transcription factor EL222, is used here as a model system to study the structural and dynamical changes induced by light. EL222 regulates gene expression in a light-dependent manner and has been used in optogenetic applications. EL222 consists of two domains: a light-sensitive LOV domain and a helix-turn-helix DNA-binding domain. In the absence of light, these domains are closely packed, inhibiting DNA binding. However, when exposed to light, the flavin mononucleotide (FMN) cofactor, initially non-covalently attached, forms a covalent bond with a nearby cysteine residue, triggering conformational changes that enable DNA binding. The objective of this study is to uncover the unknown molecular mechanism governing the transition between the dark and illuminated states. We utilized a combination of time-resolved spectroscopy techniques, advanced kinetic analysis methods, and incorporation of non-canonical amino acids (ncAA) as infrared probes of the microenvironment to understand the dynamics of FMN upon light illumination and the consequent structural changes. The intrinsic electronic and vibrational changes of FMN in aqueous... (CZ) Absorpce modrého světla proteiny obsahujícími LOV doménu (z anglického light-oxygen-voltage) spouští fyziologické reakce. Jeden z proteinů obsahujících tuto doménu, bakteriální transkripční faktor EL222, je zde použit jako modelový systém pro studium světlem vyvolaných strukturních a dynamických změn. EL222 reguluje expresi genů závislou na světle a je využíván v optogenetických aplikacích. EL222 se skládá ze dvou domén: světlo-citlivé LOV domény a DNA vazebné domény helix-loop-helix. V nepřítomnosti světla jsou tyto domény ve vzájemné blízkosti, což brání vázání DNA. Avšak po vystavení světlu vzniká kovalentní vazba mezi flavin mononukleotidem (FMN) a blízkým cysteinem, což spouští konformační změny umožňující vázání DNA. Cílem této studie je odhalit neznámý molekulární mechanismus, který řídí přechod mezi oběma stavy. K dosažení tohoto cíle jsme využili kombinaci technik časově rozlišené spektroskopie, pokročilých metod kinetické analýzy a začlenění nekanonických aminokyselin (ncAA). Ty v tomto případě slouží jako infračervené sondy mikroprostředí použité pro porozumění změn vyvolaných osvětlením. Vnitřní elektronické a vibrační změny FMN ve vodném roztoku byly studovány pomocí femtosekundové stimulované Ramanovy spektroskopie (FSRS). Po excitaci byla pozorována řada ultra-rychlých přechodů,...

Instituce: Fakulty UK (VŠKP) (web)
Informace o dostupnosti dokumentu: Dostupné v digitálním repozitáři UK.
Původní záznam: http://hdl.handle.net/20.500.11956/186992

Trvalý odkaz NUŠL: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-537143


Záznam je zařazen do těchto sbírek:
Školství > Veřejné vysoké školy > Univerzita Karlova > Fakulty UK (VŠKP)
Vysokoškolské kvalifikační práce > Disertační práce