Μελέτη της αλληλεπίδρασης του υποδοχέα ρυανοδίνης τύπου 2 και της καλμοδουλίνης με τη βοήθεια μοριακών προσομοιώσεων

Διπλωματική Εργασία uoadl:2819765 65 Αναγνώσεις

Μονάδα:
Κατεύθυνση Βιοπληροφορική
Βιβλιοθήκη Σχολής Θετικών Επιστημών
Ημερομηνία κατάθεσης:
2018-11-19
Έτος εκπόνησης:
2018
Συγγραφέας:
Μπεκύρου Χρυσάνθη
Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Καθηγητής Κωνσταντίνος Βοργιάς (επιβλέπων)
Τομέας Βιοχημείας και Μοριακής Βιολογίας,
Τμήμα Βιολογίας, Πανεπιστήμιο Αθηνών

Δρ. Γεώργιος Νούνεσης
Ερευνητής Α’ ΕΚΕΦΕ «Δημόκριτος»

Επίκουρη Καθηγήτρια Βασιλική Οικονομίδου
Τομέας Βιολογίας Κυττάρου και Βιοφυσικής,
Τμήμα Βιολογίας, Πανεπιστήμιο Αθηνών
Πρωτότυπος Τίτλος:
Μελέτη της αλληλεπίδρασης του υποδοχέα ρυανοδίνης τύπου 2 και της καλμοδουλίνης με τη βοήθεια μοριακών προσομοιώσεων
Γλώσσες εργασίας:
Αγγλικά
Ελληνικά
Μεταφρασμένος τίτλος:
Μελέτη της αλληλεπίδρασης του υποδοχέα ρυανοδίνης τύπου 2 και της καλμοδουλίνης με τη βοήθεια μοριακών προσομοιώσεων
Περίληψη:
Η γνώση της δομής των συμπλόκων που εμφανίζουν βιολογική δραστικότητα αποτελεί ένα σημαντικό βήμα για την καλύτερη κατανόηση τόσο της δικής τους λειτουργικής συμπεριφοράς όσο και των μηχανισμών ρύθμισης των βιολογικών μονοπατιών στα οποία συμμετέχουν. Η πρόσβαση σήμερα σε τελευταίας τεχνολογίας εργαλεία βιοπληροφορικής ανάλυσης, έχει διευρύνει κατά πολύ τη μελέτη των βιομοριακών αλληλεπιδράσεων, ακόμα και όταν δεν υπάρχει η ακριβής γνώση για τη στερεοδιάταξη κάποιου μακρομορίου. Πλέον, μέσω μοριακών προσομοιώσεων, μπορούν να παραχθούν ρεαλιστικές αρχιτεκτονικές μορίων και συμπλόκων με βιοχημικό ενδιαφέρον για ένα μεγάλο εύρος φυσικοχημικών συνθηκών.
Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η δομική μελέτη της αλληλεπίδρασης της καλμοδουλίνης (CaM), με συγκεκριμένες περιοχές του υποδοχέα ρυανοδίνης τύπου-2 [RyR2] (ΠεπτίδιοΒ και ΠεπτίδιοF), που με βάση τη βιβλιογραφία αποτελούν τις κύριες περιοχές πρόσδεσης της CaM στον RyR2. Ο μηχανισμός αλληλεπίδρασης και ρύθμισης της CaM/RyR2 δεν είναι πλήρως κατανοητός, κυρίως εξαιτίας της απουσίας δομικής πληροφορίας σχετικά με τον RyR2, αν και από τα μέχρι τώρα ερευνητικά δεδομένα είναι γνωστό ότι δρα ως μοριακός διακόπτης στο κανάλι απελευθέρωσης Ca2+ από το Σαρκοπλασματικό Δίκτυο (ΣΔ), διαδραματίζοντας βασικό ρόλο στο μηχανισμό σύζευξης διέγερσης-συστολής του καρδιακού μυ και κατ’ επέκταση του καρδιακού παλμού.
Επιπρόσθετα, καινούργια ερευνητικά δεδομένα κάνουν λόγο για τον εντοπισμό 17 μεταλλάξεων στα γονίδια που κωδικοποιούν την CaM (CALM1,CALM2 και CALM3), κυρίως σε νεαρούς ασθενείς με καρδιακές δυσλειτουργίες που ξεκινούν από σοβαρές αρρυθμίες και φτάνουν μέχρι και τη καρδιακή ανεπάρκεια. Ο μοριακός μηχανισμός που ευθύνεται για την εμφάνιση τέτοιων φαινοτύπων παραμένει άγνωστος και συνεπώς υπάρχει ανάγκη για την αποσαφήνιση του τρόπου επίδρασης των μεταλλαγμάτων της CaM στους μηχανισμούς ομοιόστασης Ca2+ των καρδιακών κυττάρων. Μέχρι σήμερα υπάρχουν τρία πιθανά σενάρια για την επίδραση των μεταλλαγμάτων της CaM, που αφορούν είτε τη μεταβολή στο βαθμό συγγένειας της CaM για τον RyR2, είτε τη μεταβολή της συγγένειας της CaM για τα ιόντα Ca2+, ενώ τέλος γίνεται λόγος για σοβαρές επιπτώσεις στη θερμοσταθερότητα του συμπλόκου CaM/RyR2.
Για την επίτευξη όλων των παραπάνω στόχων και τη μελέτη όλων των πιθανών σεναρίων, πραγματοποιούνται προσομοιώσεις αγκυροβόλησης (docking) σε περιοχές-κλειδιά της διεπιφάνειας αλληλεπίδρασης CaM/RyR2 και γίνεται αξιολόγηση των συμπλόκων που προέκυψαν. Επίσης, πραγματοποιείται με κατάλληλα εργαλεία η de novo σύνθεση των πεπτιδίων B και F του υποδοχέα RyR2 και γίνεται ανάλυση των φυσικοχημικών τους χαρακτηριστικών. Τέλος, μέσω εξειδικευμένων προγραμμάτων μοριακής δυναμικής, κατασκευάζονται μοντέλα μεταλλαγμένων μορφών καλμοδουλίνης με στόχο τη μελέτη της επίδρασης τους στη δομή και στη δραστικότητα του μορίου.
Όλα τα αποτελέσματα που προκύπτουν συγκρίνονται με συμπεράσματα τόσο από πρόσφατες πειραματικές μελέτες όσο και από τα υπάρχοντα θεωρητικά πλαίσια για το σχηματισμό του συμπλόκου CaM/RyR2. Με βάση τα ευρήματα αυτά, παρουσιάζεται ένα καινούργιο δομικό μοντέλο για τη ρύθμιση του ανθρώπινου RyR2 καθώς και σύνδεση συγκεκριμένων δομικών μεταβολών στο μόριο της CaΜ με παθολογικές καταστάσεις.
Κύρια θεματική κατηγορία:
Θετικές Επιστήμες
Λέξεις-κλειδιά:
Καλμοδουλίνη (CaM), Υποδοχέας Ρυανοδίνης Τύπου 2 (RyR2), ιόντα Ασβεστίου (Ca2+), Αρρυθμίες, Αγκυροβόληση (Docking), Μεταλλαξογένεση
Ευρετήριο:
Όχι
Αρ. σελίδων ευρετηρίου:
0
Εικονογραφημένη:
Ναι
Αρ. βιβλιογραφικών αναφορών:
279
Αριθμός σελίδων:
187

master_thesis_Bekyrou.pdf
12 MB
Δεν επιτρέπεται η πρόσβαση στο αρχείο έως 2020-11-21.