Modelowanie struktur przestrzennych kompleksów makromolekularnych
Loading...
Date
2023
Authors
Advisor
Editor
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Title alternative
Structural modeling of macromolecular complexes
Abstract
Kompleksy makromolekularne odgrywają fundamentalną rolę w wielu procesach w komórce. Struktury niektórych kompleksów zostały rozwiązane doświadczalnie, jednak dla większości z nich dostępne dane strukturalne są niekompletne. W takich przypadkach możliwe jest zastosowanie narzędzi komputerowych, tworzących modele kompleksów w oparciu o dane pochodzące z różnych źródeł. Takie podejście, nazywane podejściem hybrydowym, wykorzystuje program PyRy3D. Za jego pomocą zbudowano modele dwóch kompleksów, opisane w niniejszej pracy. Pierwszym z nich był edytosom T. brucei - kompleks przeprowadzający proces edycji pre-mRNA u afrykańskich świdrowców. Analiza rozmieszczenia poszczególnych komponentów w modelu pozwala na zaproponowanie mechanizmu działania edytosomu, w którym obecne na powierzchni regiony nieuporządkowane odpowiedzialne są za aktywność remodelującą RNA, natomiast zgromadzone w rdzeniu układu ustrukturyzowane domeny odpowiadają za jego aktywność katalityczną. Drugim opisanym modelem jest model kompleksu karboksylazy acylo-CoA z M. tuberculosis. Kompleks ten katalizuje jedną z reakcji szlaku syntezy kwasów mikolowych u mikobakterii. Uzyskany model sugeruje strukturalne podstawy mechanizmu działania kompleksu, w którym domena BCCP białka AccA3 porusza się między kolejnymi etapami reakcji karboksylacji acylo-CoA, dzięki obecnemu w strukturze białka elastycznemu łącznikowi.
Macromolecular complexes play a fundamental role in many processes in the cell. The structures of some complexes have been solved experimentally, but for most of them the available structural data is incomplete. In such cases, it is possible to use computational tools that create models of complexes based on data from different sources. Such an approach, called hybrid approach, is used by the PyRy3D software that was applied to build models of two complexes described in this work. The first was the editosome of T. brucei, a complex that carries out the pre-mRNA editing process in African trypanosomas. Analysis of the distribution of components in the model allows us to propose a mechanism of action, in which disordered regions present on the surface are responsible for RNA remodeling activity, while structured domains accumulated in the core of the system are responsible for its catalytic activity. The second model described is that of an acyl-CoA carboxylase complex from M. tuberculosis. This complex catalyzes one of the reactions of the mycolic acid synthesis pathway in mycobacteria. The resulting model suggests a structural basis for the mechanism of action of the complex, in which the BCCP domain of the AccA3 protein moves between successive steps in the acyl-CoA carboxylation reaction, thanks to a flexible linker present in the structure of the protein.
Description
Wydział Biologii
Sponsor
Niniejsza praca powstała dzięki wsparciu:
1. Poznańskiego Centrum Superkomputerowo Sieciowego:
- grant pt. „Modelowanie struktur wielopodjednostkowych kompleksów makromolekularnych”, kierownik projektu: dr Joanna Kasprzak
- grant pt. „Biologia obliczeniowa”, kierownik projektu: prof. dr hab. Wojciech Karłowski
2. Poznańskiego Konsorcjum RNA KNOW (01/KNOW2/2014)
Keywords
bioinformatyka strukturalna, modelowanie hybrydowe, edytosom, karboksylaza acylo-CoA, structural bioinformatics, hybrid modeling, editosome, acyl-CoA carboxylase