Show simple item record

Prediction of trodimensional structure and characterisation of active sites of selected beta-galaktosidases

dc.contributor.advisorPetri, Edward
dc.contributor.otherMilanović, Spasenija
dc.contributor.otherKojić, Danijela
dc.contributor.otherĆelić, Anđelka
dc.contributor.otherPetri, Edward
dc.creatorVukić, Vladimir
dc.date.accessioned2015-12-29T11:16:26Z
dc.date.available2015-12-29T11:16:26Z
dc.date.issued2015-08-25
dc.identifier.urihttp://www.cris.uns.ac.rs/DownloadFileServlet/Disertacija144307787321372.pdf?controlNumber=(BISIS)94954&fileName=144307787321372.pdf&id=4345&source=NaRDuS&language=srsr
dc.identifier.urihttp://www.cris.uns.ac.rs/record.jsf?recordId=94954&source=NaRDuS&language=srsr
dc.identifier.urihttp://www.cris.uns.ac.rs/DownloadFileServlet/IzvestajKomisije143272692151417.pdf?controlNumber=(BISIS)94954&fileName=143272692151417.pdf&id=3762&source=NaRDuS&language=srsr
dc.identifier.urihttp://nardus.mpn.gov.rs/123456789/1673
dc.descriptionProteini imaju osnovnu ulogu u  životnim procesima, usled čega je isptivanje raznovrsnosti njihove strukture jedna od ključnih potreba modernih bioloških istraživanja. Cilj ove doktorske disertacije je predviđanje trodimenzionalne strukture beta-galaktozidaza odabranih bakterijskih sojeva (Streptococcus thermophillus,  Lactobacillus acidophilus,  i Bifidobacterium animalis  ssp.  lactis) kao i karakterizacija  njihovih aktivnih mesta i određivanje aktivnih rezdua. Takođe, cilj disertacije obuhvata i ispitivanje beta-galaktozidaze  Bacteroides thetaiotaomicron-a, kao i ispitivanje aktivnosti beta-galaktozidaze Kluyveromyces lactis-a. Na osnovu sličnosti  analizirane sekvence se mogu podeliti u dva klastera. Članovi klastera 1 pripadaju GH-2 subfamiliji, dok članovi klastera 2 pripadaju GH-42 subfamiliji. Na osnovu klaster analize i poravnanja sekvenci  predložene su  katalitički aktivne rezidue beta-galaktozidaza ispitivanih sojeva: GLU458/GLU546 kod S. thermophillus-a, GLU148/GLU307 kod  L. Acidophilus-a i GLU164/GLU324 kod B. animalis ssp. lactis-a. Konstruisani su homologi modeli beta-galaktozidaza S. thermophilus, L.  acidophilus, B.   animalis  ssp.  lactis.  Iz rezultata simulacije molekularnog dokinga svih beta-galaktozidaza uočljivo je da se supstrat veže za aktivno mesto koje se nalazi u regionu visoke elektronegativnosti. Simulacije dokinga su potvrdile aktivna mesta predložena poravnanjem sekvenci i otkrile rezidue koje učestvuju u vezivanju laktoze i galaktoze kao supstrata. Obzirom da je objavljena samo jedna kristalna struktura beta-galaktozidaze sa laktozom u aktivnom mestu, analiza molekularnog dokinga laktoze kao supstrata je sprovedena i sa beta-alaktozidazama koje imaju određenu trodimenzionalnu strukturu. Na osnovu slučnosti sekvenci može se zaključiti da je nukleofilna rezidua beta-galaktozidaze B. thetaiotaomicron-a GLU259. Analizom konzervativnih regiona, kao i doking simulacije, može se zaključiti da ulogu proton donora ima rezidua GLU182. Hemijski sastav mleka za ispitivanje aktivnosti beta-galaktozidaze Kluyveromyces lactis-a je u skladu sa pravilnikom o kvalitetu proizvoda od mleka i starter kultura  koji izdaje Ministarstvo  poljoprivrede i zaštite životne sredine Republike Srbije.  Celokupna laktoza se razgradila u permeatu na temperaturi od 40°C i pri koncentraciji enzima od 0,1% nakon 60 minuta od trenutka dodatka enzima. Maksimalna brzina postiže se toku prvih 10 minuta. Iz dobijenih rezultata može se zaključiti da beta-galaktozidaza  K. lactis-a ima visoku efikasnost prilikom razgradnje laktoze što je čini pogodnom za  komercijalnu upotrebu u industriji mleka. U ovoj disertaciji predstavljen je protokol za  modelovanje komercijalno važnih beta-galaktozidaza i analiziranje njihovih  interakcija sa laktozom kao supstratom. Dobijeni rezultati treba da pruže okvir za molekularna istraživanja vezivanja i razgradnje laktoze, kao i za buduće  dizajniranje komercijalno interesantnih beta-galaktzidaza. sr
dc.descriptionProteins have an essential role in all life processes. Therefore, investigation of their  structure diversity is one of the key focuses of modern biological researches. The aim of this PhD thesis is prediction of three-dimensional structure of  beta-galactosidases of  selected bacterial strains (Streptococcus thermophillus, Lactobacillus acidophilus and Bifidobacterium animalis ssp. lactis), as well as characterization of their active sites and active residues. Furthermore, this thesis include investigation Bacteroides thetaiotaomicron  and Kluyveromyces lactis beta-galactosidases. Based on sequence  similarity analyzed sequences can be clustered in two clusters. Members of cluster  1 belong to GH-2 subfamily, while members of cluster 2 belong to GH-42 subfamily. Cluster analysis and sequence alignment revealed potential active residues: GLU458/GLU546 - S. thermophillus,  GLU148/GLU307  -  L. Acidophilus  and  GLU164/GLU324  -  B. animalis ssp. lactis.  Homologous models of beta-galactosidases from  S. thermophilus,  L. acidophilus,  B. animalis  ssp.  lactis  are  constructed as a result of this PhD thesis. Molecular docking simulations of all beta-galactosidases revealed that substrate binds in region with high electronegativity.  Furthermore, docking simulations confirmed active sites suggested by sequence alignment. As only one crystal structure with lactose in its active site has been published, docking simulations with lactose as a ligand were also performed with  experimentally determined beta-galactosidases structures. Also, lactose and  alactose  binding residues are predicted. Based on sequence similarity  GLU259  can be recognized as nucleophile of  B. thetaiotaomicron  beta-galactosidase. By analysis of conserved regions and docking simulation, GLU182 is predicted as a proton donor residue. Chemical composition of milk used for Kluyveromyces lactis  beta-galactosidase research had appropriate quality according to directions of Ministry of  agriculture and environmental protection of Republic of Serbia. Total lactose content was degraded in permeate after 60 min using enzyme concentration of 0,1% at  40°C. Maximal degradation was reached in the first 10 min. Based on the results, it can be concluded that Kluyveromyces lactis beta-galactosidase has high efficiency for  lactose degradation, which makes it commercially interesting for milk industry. Protocol for modeling of commercially important beta-galactosidases and their  interactions with lactose is developed as a result of this PhD thesis. Obtained results should provide the frame for molecular investigation of lactose binding and degradation, as well as for designing of commercially suitable beta-galactozidases. en
dc.languagesr (latin script)
dc.publisherУниверзитет у Новом Саду, Природно-математички факултетsr
dc.relationinfo:eu-repo/grantAgreement/MESTD/Integrated and Interdisciplinary Research (IIR or III)/46009/RS//
dc.rightsAttribution-NonCommercial
dc.sourceУниверзитет у Новом Садуsr
dc.subjectBeta-galaktozidaza, predviđanje strukture, molekularni doking, probiotici, tehnologija mlekasr
dc.subjectPrediction of trodimensional structure and characterisation of active sites of selected beta-galaktosidasesen
dc.titlePredviđanje trodimenzionalne strukture i karakterizacija aktivnog mesta odabranih beta-galatkozidazasr
dc.titlePrediction of trodimensional structure and characterisation of active sites of selected beta-galaktosidasesen
dc.typeDoktorska disertacijasr
dcterms.abstractПетри Едwард; Петри Едwард; Ћелић Aнђелка; Милановић Спасенија; Којић Данијела; Вукић Владимир; Предвиђање тродимензионалне структуре и карактеризација активног места одабраних бета-галаткозидаза; Предвиђање тродимензионалне структуре и карактеризација активног места одабраних бета-галаткозидаза;


Files in this item

Thumbnail
Thumbnail

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record