University of Jyväskylä | JYX Digital Repository

  • English  | Give feedback |
    • suomi
    • English
 
  • Login
JavaScript is disabled for your browser. Some features of this site may not work without it.
View Item 
  • JYX
  • Opinnäytteet
  • Pro gradu -tutkielmat
  • View Item
JYX > Opinnäytteet > Pro gradu -tutkielmat > View Item

Structural and functional characterization of the cell wall-targeting domain of lysostaphin with NMR spectroscopy

Icon
2.6Mb

Authors
Kauppinen, Linda
Date
2018
Discipline
Solu- ja molekyylibiologiaCell and molecular biology
Access restrictions
This material has a restricted access due to copyright reasons. It can be read at the workstation at Jyväskylä University Library reserved for the use of archival materials: https://kirjasto.jyu.fi/en/workspaces/facilities.
You can request a copy of this thesis here

 
Src-homologi 3 (SH3) domeenit ovat solun signaalireiteillä toimivia välttämättömiä, ei-katalyyttisiä domeeneja. Kuten monilla muilla aitotumaisten solujen proteiineilla tai domeeneilla, myös SH3-domeeneilla on homologinen SH3b-domeeni bakteerisoluissa. Rakenteellisesti nämä kaksi ovat samanlaisia muodostaen viiden beetasäikeen rungon, jota täydentävät erilaiset silmukkarakenteet. Näillä silmukkarakenteilla on merkitystä mm. domeenien toimintaan ja koska ne ovat yleisesti ottaen erilaisia SH3- ja SH3b-domeenien välillä, domeenien on oletettu olevan toiminnaltaan erilaisia. SH3-domeenit ovatkin hyvin tutkittuja ja niiden toimintaperiaatteet tiedetään, mutta niiden bakteerihomologit ovat vielä suhteellisen tuntemattomia. Eräs tällainen on soluseinän peptidoglykaania (PG) pilkkovan proteiinin, lysostafiinin, soluseinään kohdistuva domeeni, jolla on SH3b-laskos. Lysostafiini on Staphylococcus simulansin biovaarin staphylolyticuksen erittämä proteiini, joka kyseisen domeenin avulla kohdistetaan lähisukuisen Staphylococcus aureus -bakteerin soluseinälle. Soluseinällä lysostafiini hajottaa PG:tä ollen siten antimikrobinen, mutta tätä ominaisuutta ei vieläkään tunneta tai hyödynnetä täysin. Tässä työssä lysostafiinin soluseinään kohdistuvan domeenin rakennetta ja toimintaa tutkittiin ydinmagneettisen resonanssin avulla. Sekvenssikohtaisen kemiallisten siirtymien assignoimiseksi sekä dynamiikan ja sitoutumisominaisuuksien määrittämiseksi mitattiin useita spektrejä. Tuloksena saatiin 94,3 % pääketjun amidiryhmistä sekä 85,2 % sivuketjujen 1H- ja 13C-siirtymistä assignoitua. Relaksaatiomittausten ja dynamiikka-analyysin perusteella domeenin havaittiin olevan ligandin sitoutumiskohta mukaan lukien suhteellisen jäykkä. Ainoastaan β3-säie osoittautui muuta rakennetta joustavammaksi. Mielenkiintoista on se, että tämä säie on osa suurta silmukkaa, jonka rakenteelliset erot SH3- ja SH3b-domeenien välillä aiheuttavat osaltaan näiden toiminnallisen eroavaisuuden. Soluseinään kohdistuvan domeenin tiedetään sitoutuvan PG:n pentaglysiinisiltoihin. Ligandin sitoutumiskohtaa tutkittiin tarkemmin PG:tä jäljittelevällä peptidillä, L-Ala-D-Glu-L-Lys-D-Ala-GGGGG-L-Ala-D-Glu-D-Lys-D-Ala. Tulokset vahvistavat aiemmin määritetyn sitoutumiskohdan sijainnin sekä tukevat hypoteesia, jonka mukaan pentaglysiinin ympärillä olevat aminohapot PG:ssä osallistuisivat vuorovaikutukseen. Vuorovaikutuksen dissosiaatiovakioksi määritettiin ~3 mM. Työn tuloksena saatiin arvokasta tietoa lysostafiinin soluseinään kohdistavan domeenin rakenteellisista ominaisuuksista ja sen sitoutumisesta PG:iin, ja tuloksia voidaan hyödyntää myöhemmissä tutkimuksissa. ...
 
Src homology 3 (SH3) domains are essential, small non-catalytic domains involved in intracellular signaling processes in eukaryotic cells. As many other eukaryotic proteins or domains, these also have their prokaryotic homologues, designated as SH3b domains. Structurally similar to each other, they adopt a conserved core of five β-strands surrounded by more variable loop structures. These loops, having a huge impact on ligand binding properties, generally differ between these domains for which functionally they are distinct. Although SH3 domains are well characterized, their prokaryotic homologues are still somewhat uncharted. One such is a cell wall-targeting (CWT) domain of peptidoglycan (PG)-cleaving protein, lysostaphin. Secreted by Staphylococcus simulans biovar staphylolyticus, lysostaphin is targeted via its SH3b-folded CWT domain to the cell wall of its close relative, Staphylococcus aureus. Once there, lysostaphin acts as a bacteriocin and degrades the PG, thus, displaying antimicrobial potential that, however, is still incompletely exploited. Here, functional and structural properties of the lysostaphin-CWT domain are studied with nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy. Several multidimensional NMR spectra were recorded in order to assign backbone and side chain resonances and to define protein dynamics and binding properties of the CWT domain. As a result, 94.3 % of backbone and 85.2 % of side chain resonances of the CWT domain have been assigned. Protein dynamics described by relaxation measurements and model-free analysis imply that the CWT domain is relatively rigid. A binding groove for its ligand, a pentaglycine bridge in the PG, shows no exception to this. The only relatively mobile part is the β3-strand which is interestingly a part of the loop structure causing main functional differences between SH3 and SH3b domains. The binding groove was further studied with a PG-mimicking peptide L-Ala-D-Glu-L-Lys-D-Ala-GGGGG-L-Ala-D-Glu-D-Lys-D-Ala. Results are in accordance with previous results obtained with pentaglycine (KGGGGG or GGGGGK) and further indicate that additional residues surrounding the pentaglycine truly enhanced the binding. Dissociation constant for the PG-mimicking peptide was determined to be ~3 mM. Results obtained here bring out novel information about structural properties and functional characteristics of the CWT domain, and they can be exploited in subsequent studies. ...
 
Keywords
SH3b lysostaphin nuclear magnetic resonance
URI

http://urn.fi/URN:NBN:fi:jyu-201803261848

Metadata
Show full item record
Collections
  • Pro gradu -tutkielmat [23403]

Related items

Showing items with similar title or keywords.

  • Structural Basis of the High Affinity Interaction between the Alphavirus Nonstructural Protein-3 (nsP3) and the SH3 Domain of Amphiphysin-2 

    Tossavainen, Helena; Aitio, Olli; Hellman, Maarit; Saksela, Kalle; Permi, Perttu (American Society for Biochemistry and Molecular Biology, Inc., 2016)
    We show that a peptide from Chikungunya virus nsP3 protein spanning residues 1728–1744 binds the amphiphysin-2 (BIN1) Src homology-3 (SH3) domain with an unusually high affinity (Kd 24 nM). Our NMR solution complex ...
  • Chiral self-sorting behaviour of [2.2]paracyclophane-based bis(pyridine) ligands 

    Anhäuser, J.; Puttreddy, Rakesh; Lorenz, Y.; Schneider, A.; Engeser, M.; Rissanen, Kari; Lützen, A. (Royal Society of Chemistry, 2019)
    Two constitutionally isomeric chiral bis(pyridine) ligands based on planar chiral 4,15-difunctionalized [2.2]paracyclophanes were synthesized, the respective enantiomers were separated via HPLC on a chiral stationary phase, ...
  • Prenylated Flavonoids from the Roots of Tephrosia rhodesica 

    Atilaw, Yoseph; Muiva-Mutisya, Lois; Bogaerts, Jonathan; Duffy, Sandra; Valkonen, Arto; Heydenreich, Matthias; Avery, Vicky M.; Rissanen, Kari; Erdélyi, Máté; Yenesew, Abiy (American Chemical Society (ACS), 2020)
    Five new compounds—rhodimer (1), rhodiflavan A (2), rhodiflavan B (3), rhodiflavan C (4), and rhodacarpin (5)—along with 16 known secondary metabolites, were isolated from the CH2Cl2–CH3OH (1:1) extract of the roots of ...
  • Complete 1H, 13C{1H}, and 31P NMR Spectral Parameters of Some Pyrophosphates 

    Haapaniemi, Esa (John Wiley & Sons Ltd., 2017)
    The 1H, 13C{1H}, and 31P NMR spectral parameters of some pyrophosphates were determined in CDCl3. The most complicated 1H spectrum can be solved fully only as (A3MN)R6XX′R6′(MNA3)′, where R6 (= ―N(CH3)2) is coupled only ...
  • Interactions of a Diplumbyne with Dinuclear Transition Metal Carbonyls to Afford Metalloplumbylenes 

    Zhu, Qihao; Fettinger, James C.; Vasko, Petra; Power, Philip P. (American Chemical Society (ACS), 2020)
    The metathesis reactions of the diplumbyne AriPr6PbPbAriPr6 (AriPr6 = −C6H3–2,6-(C6H2–2,4,6-iPr3)2) with the dinuclear metal carbonyls Mn2(CO)10, Fe2(CO)9, and Co2(CO)8 under mild conditions afforded the complexes ...
  • Browse materials
  • Browse materials
  • Articles
  • Conferences and seminars
  • Electronic books
  • Historical maps
  • Journals
  • Tunes and musical notes
  • Photographs
  • Presentations and posters
  • Publication series
  • Research reports
  • Research data
  • Study materials
  • Theses

Browse

All of JYXCollection listBy Issue DateAuthorsSubjectsPublished inDepartmentDiscipline

My Account

Login

Statistics

View Usage Statistics
  • How to publish in JYX?
  • Self-archiving
  • Publish Your Thesis Online
  • Publishing Your Dissertation
  • Publication services

Open Science at the JYU
 
Data Protection Description

Accessibility Statement

Unless otherwise specified, publicly available JYX metadata (excluding abstracts) may be freely reused under the CC0 waiver.
Open Science Centre