|
|
Evolution of protein-RNA and protein-cofactor interactions
Sanchez Rocha, Alma Carolina ; Hlouchová, Klára (advisor) ; Lepšík, Martin (referee) ; Berka, Karel (referee)
Genetický kód je překládán do bílkovin s využitím abecedy 20 proteinogenních aminokyselin. Přes současnou dominanci kanonicke abecedy je pravděpodobné, že primordiální proteiny byly složeny pouze z části tohoto aminokyselinového repertoáru. V této práci jsme prozkoumali soubor peptidů a proteinů s cílem objasnit, jak vyvíjející se repertoár aminokyselin ovlivnil jejich fyzikálně-chemické a biologické vlastnosti a sklon k interakci s evolučně konzervovanými molekulami, jako jsou kofaktory a RNA. V první části jsme prozkoumali soubor nejkonzervovanejších protoribozomálních peptidů s cilem odhalit jejich strukturní a funkční charakteristiky. Pomocí experimentálních a bioinformatických analýz jsme potvrdili převážně nestrukturovanou povahu těchto peptidů a odhalili jejich úlohu při stabilizaci peptidyltransferázového centra a ochraně RNA před degradací. Tyto procesy odráží nejstarší pochody koevoluce RNA a peptidů jež předcházely zrodu posledního univerzálního společného předka (LUCA z angl. Last Universal Common Ancestor). Dále jsme se zaměřili na pre-ribozomálni peptidy s potenciálním prebiotickým významem. Pomocí bioinformatických metod jsme prozkoumali strukturní charakteristiky kompletních knihoven peptidů zahrnujících kanonické a prebioticky přípustné nestandardní aminokyseliny. Predikce...
|
|
|
Functional screening of de novo proteins
Melikov, Aleksandr ; Hlouchová, Klára (advisor) ; Míšek, Jiří (referee)
Synthetic biology relies upon working with two main types of biological macromolecules - nucleic acids and proteins. Natural proteins represent only a small percentage of the whole amino-acid sequence space. Most of it may conceal an enormous potential (unexplored by nature as well as scientific endeavor), which has started to be carefully explored only in the recent decades. Characterization of non-native proteins includes several key aspects: structure and its stability, function, patterns of interaction with other molecules (of different chemical nature) and in vivo tolerance. This work focuses on the functional testing of de novo polypeptide molecules, either appearing as novelties of genome non-coding regions or as products of artificial bioengineering design. Key words: de novo proteins, function screening, protein libraries, protein design, sequence space
|
|
|
Biophysical characterization of protein libraries composed of different amino acid repertoires
Neuwirthová, Tereza ; Hlouchová, Klára (advisor) ; Ptáček, Jakub (referee)
This study is part of a project which aims to understand evolution of genetic code together with structural and functional analysis of prebiotic proteins. The repertoire of amino acids in the first proteins was probably developing in time and it influenced the development of structure and function of today's proteins. First amino acid alphabet was apparently only half of the size of present alphabet, which contains twenty amino acids. These ten amino acids were probably prebiotically available from endogenous and exogenous sources. This work includes cell-free expression and purification of two randomized protein libraries (containing approximately 1011 variants) with various amino acid composition and following comparison of their propensity to form secondary (using circular dichroism) and tertiary (using proteolytical analysis of sequences) structures. First library contains only ten probably prebiotically available amino acids; second library contains all twenty amino acids in today's genetic code. This project could help us understand benefits of genetic code expansion in terms of developing structure in protein sequences. The whole research could theoretically contribute a few basic questions not only in the fields of protein evolution but also in areas of synthetic biology or protein...
|
guest ::
