Ανάλυση Δεδομένων Θερμοσταθερότητας Πρωτεϊνών

Διπλωματική Εργασία uoadl:2778503 169 Αναγνώσεις

Μονάδα:
Κατεύθυνση Βιοπληροφορική
Βιβλιοθήκη Σχολής Θετικών Επιστημών
Ημερομηνία κατάθεσης:
2018-07-13
Έτος εκπόνησης:
2018
Συγγραφέας:
Δράκου Βαρβάρα
Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Κωνσταντίνος Βοργιάς, Καθηγητής, Τμήμα Βιολογίας, Εθνικό & Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών (Επιβλέπων)
Αλέξανδρος Γεωργακίλας, Αναπληρωτής Καθηγητής, Τμήμα Σ.Ε.Μ.Φ.Ε., Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο
Βασιλική Οικονομίδου, Επίκουρη Καθηγήτρια, Τμήμα Βιολογίας, Εθνικό & Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών
Πρωτότυπος Τίτλος:
Ανάλυση Δεδομένων Θερμοσταθερότητας Πρωτεϊνών
Γλώσσες εργασίας:
Ελληνικά
Μεταφρασμένος τίτλος:
Ανάλυση Δεδομένων Θερμοσταθερότητας Πρωτεϊνών
Περίληψη:
Την τελευταία 20ετία έχουν εμφανιστεί στη βιβλιογραφία πληθώρα επιστημονικών άρθρων, και μάλιστα σε πολύ έγκυρα επιστημονικά περιοδικά, που έχουν στόχο να διαλευκάνουν τους μηχανισμούς θερμοσταθερότητας. Σε αυτά τα άρθρα, οι ερευνητές συνέκριναν ανοικτά πλαίσια ανάγνωσης από διάφορα γονιδιώματα μικροοργανισμών, με βέλτιστη θερμοκρασία ανάπτυξης, που κυμαινόταν στο εύρος θερμοκρασιών από την θερμοκρασία πήξης του νερού, μέχρι και άνω της θερμοκρασίας βρασμού του νερού. Στην όλη μελέτη, έκαναν μια γενική παραδοχή. Η παραδοχή αυτή ήταν ότι η βέλτιστη θερμοκρασία ανάπτυξης ενός μικροοργανισμού και η θερμική σταθερότητα των πρωτεϊνών είναι σε απόλυτη συσχέτιση. Από βιολογικής πλευράς θα δεχόμασταν ότι, βέβαια, μια πρωτεΐνη από έναν υπερθερμόφιλο οργανισμό δεν μπορεί να είναι ασταθής. Αλλά, μπορούμε να πούμε ότι μια πρωτεΐνη από έναν μεσόφιλο οργανισμό είναι λιγότερο ασταθής και ότι η πρωτεΐνη από ένα ψυχρόφιλο δεν είναι καθόλου ασταθής;
Οι παραδοχές αυτές δεν έχουν αποδειχθεί πειραματικά και δεν μπορούμε να κάνουμε σύγκριση γονιδιωμάτων σε επίπεδο πρωτεϊνών και να παράγουμε στατιστικούς συσχετισμούς. Η μέχρι στιγμής έρευνα, στο επίπεδο αυτό, βασίστηκε σε αυτά τα δεδομένα, και τα παραγόμενα αποτελέσματα μπορεί να έδωσαν σημαντικά στοιχεία για κάθε πρωτεΐνη, μέσω σημειακών μεταλλαγών, σε σχέση με τη θερμοσταθερότητά τους, αλλά δεν κατάφεραν να δώσουν μια ολιστική ή συστημική θεώρηση του φαινομένου.
Οι παραδοχές αυτές είναι, επίσης, αδύνατες, διότι η μέχρι στιγμής εμπειρία μας έχει διδάξει ότι πολύ μικρός αριθμός αμινοξέων (<5%) σχετίζεται με τη δομική σταθερότητα των πρωτεϊνών, και το ποσοστό αυτό είναι πολύ μικρό για να αντέξει σε παραδοχές που εμπεριέχουν τουλάχιστον >5% σφάλμα.
Βάσει των παραπάνω στοιχείων, προσπαθήσαμε να εντοπίσουμε εάν υπάρχει συσχετισμός βέλτιστης θερμοκρασίας ανάπτυξης και θερμικής σταθερότητας, βασιζόμενοι σε πειραματικά αποτελέσματα που αποκομίσαμε από την βιβλιογραφία, σε συνδυασμό με πειραματική εμπειρία του εργαστηρίου μας.
Σκοπός λοιπόν της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι να διερευνήσουμε αν η θερμοκρασία στην οποία αναπτύσσεται ένας οργανισμός (temperature of growth, GOT) σχετίζεται με τη θερμοκρασία τήξης (Tm) των πρωτεϊνών που παράγει για την επιβίωση του. Πιο συγκεκριμένα, θέλουμε να διερευνήσουμε εάν η θερμοκρασία ανάπτυξης ενός οργανισμού παρέχει κάποια πληροφορία για την Τm. Επομένως προσπαθούμε να διερευνήσουμε εάν οι δύο τυχαίες μεταβλητές (GOT και Tm) εξαρτώνται στατιστικά η μια από την άλλη και αν συσχετίζονται. Αν όντως υπάρχει μια τέτοια σχέση μεταξύ των δύο μεταβλητών, θα μπορούσαμε να πούμε πως η θερμοκρασία στην οποία αναπτύσσονται οι οργανισμοί αποτελεί μέγιστο παράγοντα για τη σταθερότητα μιας πρωτεΐνης. Σε αντίθετη περίπτωση, θα μπορούσαμε να πούμε πως η μη εξάρτηση της μιας μεταβλητής από την άλλη, ενισχύει την επικρατούσα ιδέα ότι η σταθερότητα μιας πρωτεΐνης έναντι της ακραίας θερμοκρασίας ανάπτυξης, προκύπτει και μόνο από την ενδογενή σταθερότητα της εκάστοτε πρωτεΐνης, που είναι αποτυπωμένη στην πρωτοταγή δομή της και στην ποιότητα των αμινοξικών καταλοίπων που την απαρτίζουν. Η συστηματική μελέτη αυτής του φαινομένου στόχο έχει να μας δώσει ικανά στοιχεία για να μπορέσουμε να προβλέψουμε με μεγάλη εμπιστοσύνη πιθανούς τρόπους σταθεροποίησης πρωτεϊνών, που είναι κομβικό σημείο της συνθετικής βιολογίας.
Κύρια θεματική κατηγορία:
Θετικές Επιστήμες
Λοιπές θεματικές κατηγορίες:
Βιολογία
Πληροφορική
Λέξεις-κλειδιά:
Πρωτεϊνική θερμοσταθερότητα, Βέλτιστη Θερμοκρασία Ανάπτυξης, Θερμοκρασία τήξης της πρωτεΐνης, Συσχέτιση, Εξάρτηση
Ευρετήριο:
Ναι
Αρ. σελίδων ευρετηρίου:
3
Εικονογραφημένη:
Ναι
Αρ. βιβλιογραφικών αναφορών:
68
Αριθμός σελίδων:
141

Diploma_thesis_DRAKOU.pdf
10 MB
Δεν επιτρέπεται η πρόσβαση στο αρχείο. H πρόσβαση επιτρέπεται μόνο εντός του δικτύου του ΕΚΠΑ.