-
Notifications
You must be signed in to change notification settings - Fork 0
/
Abstract.lyx
637 lines (465 loc) · 12.4 KB
/
Abstract.lyx
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618
619
620
621
622
623
624
625
626
627
628
629
630
631
632
633
634
635
636
637
#LyX 2.3 created this file. For more info see http://www.lyx.org/
\lyxformat 544
\begin_document
\begin_header
\save_transient_properties true
\origin unavailable
\textclass classicthesis
\use_default_options true
\maintain_unincluded_children false
\language american
\language_package default
\inputencoding utf8
\fontencoding global
\font_roman "default" "default"
\font_sans "default" "default"
\font_typewriter "default" "default"
\font_math "auto" "auto"
\font_default_family default
\use_non_tex_fonts false
\font_sc false
\font_osf false
\font_sf_scale 100 100
\font_tt_scale 100 100
\use_microtype false
\use_dash_ligatures true
\graphics default
\default_output_format default
\output_sync 0
\bibtex_command default
\index_command default
\paperfontsize default
\spacing single
\use_hyperref false
\papersize default
\use_geometry false
\use_package amsmath 1
\use_package amssymb 1
\use_package cancel 1
\use_package esint 0
\use_package mathdots 1
\use_package mathtools 1
\use_package mhchem 1
\use_package stackrel 1
\use_package stmaryrd 1
\use_package undertilde 1
\cite_engine biblatex
\cite_engine_type numerical
\biblio_style plainnat
\biblatex_bibstyle numeric-comp
\biblatex_citestyle numeric-comp
\use_bibtopic false
\use_indices false
\paperorientation portrait
\suppress_date false
\justification true
\use_refstyle 0
\use_minted 0
\index Index
\shortcut idx
\color #008000
\end_index
\secnumdepth 2
\tocdepth 2
\paragraph_separation indent
\paragraph_indentation default
\is_math_indent 0
\math_numbering_side default
\quotes_style english
\dynamic_quotes 0
\papercolumns 1
\papersides 1
\paperpagestyle default
\tracking_changes false
\output_changes false
\html_math_output 0
\html_css_as_file 0
\html_be_strict false
\end_header
\begin_body
\begin_layout Standard
\begin_inset ERT
status open
\begin_layout Plain Layout
\backslash
pdfbookmark[0]{Abstract}{Abstract}
\end_layout
\end_inset
\end_layout
\begin_layout Chapter*
Abstract
\end_layout
\begin_layout Standard
Almost every macromolecule in the cell or living organism has to interact
transiently or permanently with other particles to fulfill their role.
Around 30–40% of these macromolecules are envisioned to interact with metal
ions, often the interaction being obligatory for the macromolecule to be
biologically active.
What is bizarre, given those numbers, is that to date, studies dedicated
to the characterization of protein–protein networks do not overlap with
the research devoted to metal–protein interactions, leaving the area of
intersection a
\emph on
terra incognita
\emph default
.
My interdisciplinary doctoral project had two phases.
During the first phase, I attempted to explore the unknown area programmaticall
y surveying the
\begin_inset ERT
status open
\begin_layout Plain Layout
\backslash
gls{rcsb}
\end_layout
\end_inset
, for the
\begin_inset ERT
status open
\begin_layout Plain Layout
\backslash
glspl{mppi}
\end_layout
\end_inset
—protein–protein interfaces involving the metal ions.
The second phase was devoted to thorough characterization, by biophysical
methods, one of the special cases of the
\begin_inset ERT
status open
\begin_layout Plain Layout
\backslash
glspl{zppi}
\end_layout
\end_inset
—the zinc hook of
\begin_inset ERT
status open
\begin_layout Plain Layout
\backslash
gls{rad}
\end_layout
\end_inset
, crucial for physiological dimerization of the
\begin_inset ERT
status open
\begin_layout Plain Layout
\backslash
gls{rad}
\end_layout
\end_inset
and, consequently, necessary for the proper functioning of the key player
in
\begin_inset ERT
status open
\begin_layout Plain Layout
\backslash
gls{dna}
\end_layout
\end_inset
damage response—the
\begin_inset ERT
status open
\begin_layout Plain Layout
\backslash
gls{mrn}
\end_layout
\end_inset
.
\end_layout
\begin_layout Standard
The logic of the surveying was deployed using
\begin_inset ERT
status open
\begin_layout Plain Layout
\backslash
gls{python}
\end_layout
\end_inset
programming language.
One of the two generated in this process surveys present the physiological
\begin_inset ERT
status open
\begin_layout Plain Layout
\backslash
glspl{zppi}
\end_layout
\end_inset
(assessed manually).
The second survey is constantly and regularly updated, as is it deployed
as an online tool using the
\begin_inset ERT
status open
\begin_layout Plain Layout
\backslash
gls{django}
\end_layout
\end_inset
framework—InterMetalDB.
\end_layout
\begin_layout Standard
The second phase of my doctoral project—the biophysical characterization
of the zinc hook from the
\begin_inset ERT
status open
\begin_layout Plain Layout
\backslash
gls{rad}
\end_layout
\end_inset
had two parts.
The first part was to describe the sequence–structure–stability relationship
of the human
\begin_inset ERT
status open
\begin_layout Plain Layout
\backslash
gls{rad}
\end_layout
\end_inset
.
The study is the first study, exploring the stability of the eukaryotic
\begin_inset ERT
status open
\begin_layout Plain Layout
\backslash
gls{rad}
\end_layout
\end_inset
, moreover, to my knowledge, the investigated complex forms the most stable
Zn(II)-complex described in the human proteome, so far.
The human
\begin_inset ERT
status open
\begin_layout Plain Layout
\backslash
gls{rad}
\end_layout
\end_inset
is phosphorylated in the near vicinity (structurally and sequentially)
of the zinc-binding motif, at threonine 690.
We have determined that, due to the extreme stability of the complex, the
phosphorylation of the zinc hook cannot be a switch that controls the metallati
on state of the
\begin_inset ERT
status open
\begin_layout Plain Layout
\backslash
gls{rad}
\end_layout
\end_inset
under the physiological conditions.
\end_layout
\begin_layout Standard
Despite the extreme stability of the Zn(
\begin_inset ERT
status open
\begin_layout Plain Layout
\backslash
gls{rad}
\end_layout
\end_inset
)
\begin_inset script subscript
\begin_layout Plain Layout
2
\end_layout
\end_inset
, the complex is not selective against Zn(II), which can be replaced by
metal ions with higher affinities towards the zinc hook.
The second part of the characterization of the zinc hook was performed
using the model zinc hook domain from
\begin_inset ERT
status open
\begin_layout Plain Layout
\backslash
gls{pf}
\end_layout
\end_inset
\begin_inset ERT
status open
\begin_layout Plain Layout
\backslash
gls{rad}
\end_layout
\end_inset
and was devoted to the investigation of the structural, as well as stability
properties of the mismetallated domain by heavy metal ions—Hg(II) and Ag(I).
Those metals easily and readily displaced Zn(II) under the experimental
condition, suggesting that the stabilities of the formed complexes were
even higher those of the Zn(II)-complex.
I was able to
\emph on
estimate
\emph default
these unimaginably high affinities using the least likely method—
\begin_inset ERT
status open
\begin_layout Plain Layout
\backslash
gls{itc}
\end_layout
\end_inset
.
\end_layout
\begin_layout Standard
The obtained results contribute to understanding the
\begin_inset ERT
status open
\begin_layout Plain Layout
\backslash
glspl{mppi}
\end_layout
\end_inset
, including
\begin_inset ERT
status open
\begin_layout Plain Layout
\backslash
glspl{zppi}
\end_layout
\end_inset
, as well as the relationship between the structure and the stability of
the human
\begin_inset ERT
status open
\begin_layout Plain Layout
\backslash
gls{rad}
\end_layout
\end_inset
, as well as the impact of the heavy metal ions on the stability and architectur
e of the
\begin_inset ERT
status open
\begin_layout Plain Layout
\backslash
gls{rad}
\end_layout
\end_inset
from
\begin_inset ERT
status open
\begin_layout Plain Layout
\backslash
gls{pf}.
\end_layout
\end_inset
\end_layout
\begin_layout Standard
\begin_inset VSpace vfill
\end_inset
\end_layout
\begin_layout Standard
\begin_inset ERT
status open
\begin_layout Plain Layout
\backslash
pdfbookmark[0]{Streszczenie}{Streszczenie}
\end_layout
\end_inset
\end_layout
\begin_layout Chapter*
\lang polish
Streszczenie
\end_layout
\begin_layout Standard
\lang polish
Prawie każda makrocząsteczka w komórce lub żywym organizmie musi przejściowo
lub trwale oddziaływać z innymi cząsteczkami, aby spełnić swoją rolę.
Przewiduje się, że około 30–40% tych makrocząsteczek oddziałuje z jonami
metali, przy czym często oddziaływanie to jest niezbędne, aby makrocząsteczka
była biologicznie aktywna.
Biorąc pod uwagę te liczby, dziwi fakt, że jak dotąd badania poświęcone
charakterystyce sieci oddziaływań białko–białko nie pokrywają się z badaniami
poświęconymi interakcjom metal–białko, pozostawiając obszar przecięcia
jako
\emph on
terra incognita
\emph default
.
Mój interdyscyplinarny projekt doktorski miał dwie fazy.
W pierwszej fazie podjęłam próbę eksploracji nieznanego obszaru programowo
badając zasoby Research Collaboratory for Structural Bioinformatics Protein
Data Bank, pod kątem interakcji białko–białko z udziałem metalu—a dokładniej
interfejsów białko–białko z udziałem jonów metali.
Drugi etap poświęcony był dokładnej charakterystyce, metodami biofizycznymi,
jednego ze szczególnych przypadków interakcji białko–białko z udziałem
jonu cynku—haczyka cynkowego białka naprawczego DNA Rad50, koronnego dla
fizjologicznej dimeryzacji Rad50, a w konsekwencji niezbędnego do prawidłowego
funkcjonowania kluczowego gracza w odpowiedzi na uszkodzenia kwasu deoksyrybonu
kleinowego—kompleksu Mre11–Rad50–Nbs1(Xrs2) (MRN(X)).
\end_layout
\begin_layout Standard
\lang polish
Logika badania została wdrożona przy użyciu języka programowania Python.
Jeden z dwóch wygenerowanych w tym procesie przeglądów przedstawia fizjologiczn
ych interakcji białko–białko z udziałem jonu cynku (ewaluowane ręcznie).
Drugi przegląd jest stale i regularnie aktualizowany, ponieważ jest wdrożony
jako narzędzie online z wykorzystaniem platformy programistycznej
\family typewriter
Django
\family default
—InterMetalDB.
\end_layout
\begin_layout Standard
\lang polish
Drugi etap mojego projektu doktorskiego—biofizyczna charakterystyka haczyka
cynkowego z białka Rad50 składał się z dwóch części.
Pierwszą częścią było opisanie relacji sekwencja–struktura–stabilność ludzkiego
białka Rad50.
Powstała publikacja jest pierwszą publikacją, opisującą stabilność eukariotyczn
ego Rad50, ponadto, według mojej wiedzy, badany kompleks tworzy najbardziej
stabilny kompleks cynkowy opisany w ludzkim proteomie.
Ludzkie białko Rad50 jest fosforylowane w bliskim sąsiedztwie (strukturalnie
i sekwencyjnie) motywu wiążącego cynk, na treoninie 690.
Pokazałem również, że ze względu na ekstremalną stabilność kompleksu fosforylac
ja haka cynkowego nie może być przełącznikiem kontrolującym stan dimeryzacji
białka Rad50 w warunkach fizjologicznych.
Pomimo ekstremalnej stabilności Zn(Rad50)
\begin_inset script subscript
\begin_layout Plain Layout
\lang polish
2
\end_layout
\end_inset
, kompleks nie jest selektywny wobec Zn(II), który może być zastąpiony jonami
metali o wyższym powinowactwie do haka cynkowego.
\end_layout
\begin_layout Standard
\lang polish
Druga część charakterystyki haczyka cynkowego została przeprowadzona z wykorzyst
aniem modelowej domeny haczyka cynkowego z Rad50 pochodzącego z
\emph on
z Pyrococcus furiosus
\emph default
(
\emph on
P.
furiosus
\emph default
) i była poświęcona badaniu właściwości strukturalnych, a także stabilności
domeny wysyconej przez jony metali ciężkich—Hg(II) i Ag(I).
Metale te w warunkach eksperymentalnych łatwo i chętnie wypierały Zn(II),
co sugeruje, że stabilność powstałych kompleksów była nawet wyższa niż
kompleksu cynkowego.
Te niewyobrażalnie wysokie powinowactwa udało mi się oszacować przy użyciu
najmniej prawdopodobnej metody—izotermicznej kalorymetrii miareczkowej.
Uzyskane wyniki przyczyniają się do zrozumienia interakcji białko–białko
z udziałem metalu, w tym interakcji białko–białko z udziałem jonu cynku,
jak również zależności pomiędzy strukturą i stabilnością ludzkiego białka
Rad50, a także wpływu jonów metali ciężkich na stabilność i architekturę
białka Rad50 z
\emph on
P.
furiosus
\emph default
.
\end_layout
\begin_layout Standard
\begin_inset VSpace vfill
\end_inset
\end_layout
\begin_layout Standard
\end_layout
\end_body
\end_document