E-Locus - Ιδρυματικό Καταθετήριο Πανεπιστημίου Κρήτης

Αρχική Αναζήτηση

Αποτελέσματα - Λεπτομέρειες

Εντολή Αναζήτησης : Συγγραφέας="Γανωτάκης" Και Συγγραφέας="Δημήτριος"

Τρέχουσα Εγγραφή: 1 από 100

[Προσθήκη στο καλάθι]

Κωδικός Πόρου

000461547

Τίτλος

Investigations on the substrate scope and subsequent evolution of O-Methyl Transferases for the establishment of methylation bioprocesses

Άλλος τίτλος

Μελέτη του φάσματος υποστρωμάτων και επακόλουθη εξέλιξη Ο-Μεθυλοτρανσφερασών για την ανάπτυξη βιοδιεργασιών μεθυλίωσης

Συγγραφέας

Χατζάκης, Εμμανουήλ Α.

Σύμβουλος διατριβής

Παυλίδης, Ιωάννης

Μέλος κριτικής επιτροπής

Γανωτάκης, Δημήτριος
Ελευθεριάδης, Νικόλαος

Περίληψη

Η μεθυλίωση αποτελεί μια διαδικασία υψηλής σημασίας, καθώς δρα ως μηχανισμός ρύθμισης για νουκλεϊκά οξέα και πρωτεΐνες, ενώ μπορεί να επηρεάσει δραστικά την βιοδραστικότητα μικρών μορίων. Τα ζητήματα τοξικότητας και η μη-εκλεκτικότητα της χημικής μεθυλίωσης αναδεικνύουν την ανάγκη για εναλλακτικές μεθοδολογίες, όπως η βιοκαταλυτική μεθυλίωση. Οι μεθυλοτρανσφεράσες (MTs) είναι ένζυμα που μπορούν να μεθυλιώσουν άτομα O-, N-, S-, C-, σε υδατικά μέσα, υπό ήπιες συνθήκες με υψηλή τοπο- και χημειοεκλεκτικότητα. Στην παρούσα εργασία, μελετήθηκε η O-ΜΤ της ισοευγενόλης από το φυτό Clarkia breweri (IeOMT). Αυτή η ΜΤ είχε τροποποιηθεί μέσω πρωτεϊνικής μηχανικής ώστε να δέχεται καφεϊκό οξύ, άλλες φαινολικές ενώσεις και φλαβονοειδή ως υποστρώματα. Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν να μελετήσουμε την εφαρμοσιμότητα αυτής της MT και μεταλλαγμάτων όπως με πιο δύσκαμπτα και ογκώδη υποστρώματα, όπως η εσκουλετίνη, το ελλαγικό οξύ και τις κατεχολαμίνες, ώστε να κατανοήσουμε τα χαρακτηριστικά που καθορίζουν το φάσμα υποστρωμάτων αυτών των ενζύμων. Εξετάστηκαν το ένζυμο άγριου τύπου και όλα τα μεταλλάγματα της IeOMT που είναι διαθέσιμα στο εργαστήριο μας, μεταλλάγματα που κατασκευάστηκαν στα πλαίσια της παρούσας εργασίας, καθώς και μικρές βιβλιοθήκες που δημιουργήθηκαν με ορθολογικό ή ημι-ορθολογικό σχεδιασμό. Η εσκουλετίνη μετατράπηκε αποτελεσματικά σε προϊόντα από την Ο-ΜΤ άγριου τύπου, καθώς και από όλα τα μεταλλάγματα της που ήταν ενεργά απέναντι στο καφεϊκό οξύ. Ενδιαφέρον ήταν ότι η τοποεκλεκτικότητα άλλαξε σε σχέση με το καφεϊκό οξύ. Το ελλαγικό οξύ δεν έγινε δεκτό από τα διαθέσιμα μεταλλάγματα. Ορθολογικά σχεδιασμένα μεταλλάγματα κατασκευάστηκαν, τα οποία στόχευαν στη διεύρυνση του πρωτεϊνικού τούνελ και δοκιμάστηκαν εκ νέου, όμως δεν παρατηρήθηκε μετατροπή υποστρώματος σε προϊόντα. Τα μεταλλάγματα χρησιμοποιήθηκαν για αντιδράσεις μεθυλιώσης με καφεϊκό οξύ και εσκουλετίνη. Είναι ενδιαφέρον ότι άκυκλο με κυκλικό υπόστρωμα παρουσίασαν διαφορετική συμπεριφορά ως υποστρώματα για τις ενζυμικές αντιδράσεις. Οι προσπάθειες ορθολογικής μηχανικής για την μετατροπή των κατεχολαμινών δεν ήταν επιτυχείς, παρότι στοχεύθηκαν αρκετές θέσεις στο ενεργό κέντρο. Τέλος, η βιοκαταλυτική μεθυλίωση περιορίζεται από το υψηλό κόστος και την αστάθεια του συμπαράγοντα (S)-αδενόσυλο-L-μεθειονίνης (SAM). Μία ενζυμική αλληλουχία αντιδράσεων με μία μεθυλοτρανσφεράση αλογονιδίων από το φυτό Arabidopsis thaliana (HMT) εφαρμόστηκε και βελτιστοποιήθηκε για την αναγέννηση του SAM, χρησιμοποιώντας καταλυτικές ποσότητες (S)-αδενόσυλο-L-ομοκυστεΐνης και ισομοριακές ποσότητες μέθυλο ιωδιδίου, σε σχέση με το υπόστρωμα. Αντιδράσεις cascade με μόριο στόχο την εσκουλετίνη, χρησιμοποιώντας το μετάλλαγματα T133M της O-MT και το ένζυμο άγριου τύπου της HMT, οδήγησαν σχεδόν σε πλήρη μετατροπή του υποστρώματος σε προϊόντα, με περίπου 120 κύκλους αναγέννησης του συμπαράγοντα. Αυτό καθιστά τη διαδικασία οικονομικά βιώσιμη και δημιουργεί προοπτικές για βιομηχανικές εφαρμογές σε μεγάλη κλίμακα.

Φυσική περιγραφή

96 φύλλα : πίν., σχήμ., εικ. ; 30 εκ.

Γλώσσα

Αγγλικά

Θέμα

Esculetin

O-MTS

Substrate scope

Εσκουλετίνη

Μεθυλοτρανσφεράσες

Φάσμα υποστρωμάτων

Ημερομηνία έκδοσης