See veebileht kasutab küpsiseid kasutaja sessiooni andmete hoidmiseks. Veebilehe kasutamisega nõustute ETISe kasutustingimustega. Loe rohkem
Olen nõus
"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF8811
ETF8811 "Uudsed mass-spektroskoopial põhinevad metoodikad vase ja tsingi valkude metallide sidumisomaduste ja redoksregulatsiooni uurimiseks (1.01.2011−31.12.2014)", Peep Palumaa, Tallinna Tehnikaülikool, Matemaatika-loodusteaduskond.
ETF8811
Uudsed mass-spektroskoopial põhinevad metoodikad vase ja tsingi valkude metallide sidumisomaduste ja redoksregulatsiooni uurimiseks
Novel mass spectrometry-based approaches for metal-binding studies of cellular copper- and zinc-proteins and their redox regulation
1.01.2011
31.12.2014
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
1. Bio- ja keskkonnateadused1.1. BiokeemiaP310 Proteiinid, ensümoloogia1.5. Bioteadused (bioloogia, botaanika, bakterioloogia, mikrobioloogia, zooloogia, entomoloogia, geneetika, biokeemia, biofüüsika jt50,0
4. Loodusteadused ja tehnika4.16. Biotehnoloogia (loodusteadused ja tehnika)T360 Biokeemiatehnoloogia 2.3. Teised tehnika- ja inseneriteadused (keemiatehnika, lennundustehnika, mehaanika, metallurgia, materjaliteadus ning teised seotud erialad: puidutehnoloogia, geodeesia, tööstuskeemia, toiduainete tehnoloogia, süsteemianalüüs, metallurgia, mäendus, tekstiilitehnoloogia ja teised seotud teadused).50,0
PerioodSumma
01.01.2011−31.12.201119 278,00 EUR
01.01.2012−31.12.201219 278,00 EUR
01.01.2013−31.12.201319 278,00 EUR
01.01.2014−31.12.201419 278,00 EUR
77 112,00 EUR

Projekti eesmärgiks on välja töötada ja rakendada uudseid mass-spektroskoopial baseeruvaid metoodikaid rakuliste vase- ja tsingi valkude metallide sidumisomaduste ja redoksregulatsiooni uurimiseks. Saadav kompleksne ja võrreldav metallide sidumis- ja redoksomaduste parameetrite komplekt representatiivsetele metalloproteiinidele võimaldab analüüsida raku, kui süsteemi metallproteoomi toimimist. Eesmärk nr. 1. Määrata erinevat tüüpi tsink sõrme (ZF, zinc finger) valkude nagu CCCC, CCHC, CCHH, CCHHC, CCHCC ZF afiinsused Zn(II) ioonide suhtes ja võrrelda afiinsusi tsingi metabolismi reguleerivate valkude, eriti metallotioneiinide afiinusega. Eesmärk nr. 2. Näidata 2-merkapoetanooli (2-ME), kui mitteioonse reaktiivi sobivust kasutamiseks redutseerijana ESI-MS metoodikas ja võtta kasutusele uudne puhversüsteem, mis koosneb 2-ME ja tema osküdeeritud vormist 2-MEox, valkude redokspotentsiaalide määramiseks. Eesmärk mr. 3. Määrata erinevat tüüpi ZF valkude redokspotentsioaalide väärtused ja uurida nende reaktsioone oksüdatiivsete signaalmolekulidega. Eesmärk nr. 4. Kasutada paramagnetiliste metalliioonidega (Cu(II)- või Co(II)ioonidega) küllastatud amüloid beeta-42 fibrille struktuuriuuringutes tahke keha NMR meetodil. Eesmärk nr. 5. Mitokondrite funktsionaalsetel häiretel on keskne roll organismide vananemise ja neurodegeneratiivsete haiguste puhul. Üks põhjus on mitokondrite talitlushäirete puhul võib olla puudulikult metalleeritud tsütokroom c oksüdaas (CCO), mis katkestab elektronide ülekande ahela molekulaarsele hapnikule ja pärsib oksüdatiivset fosforüleerimist. Mitmed uuringud on näidanud CCO taseme või aktiivsuse vähenemist Alzheimeri tõve patsientide (AD) ajus, mis võib olla põhjustatud CCO puudulikust metalleerimisest. Lisaks muudele põhjustele võib CCO ebapiisav metalleerimine olla põhjustatud ka metallotioneiinide (MT1/2) üleekspressioonist, mis esineb AD ja ka teiste oksüdatiivset stressi foonil kulgevate haiguste puhul. Meie süsteemsed uuringutest selgus, et MT-d omavad kõrgeimat vask(I) sidumisafiinsust ning meie eesmärgiks on kindlaks teha, kas rakuline MT üleekspressioon võib kaasa tuua mitokondriaalsete vase saperoonide Cox17, Sco1/2 ja ka CCO demetalleerimise, mis omakorda pärsib elektronide ülekande ahela funktsioneerimist ja mõjutab negatiivselt raku oksüdatiivset energeetilist metabolismi.
Application of system biology approach to cellular copper and zinc finger proteins with the aim to establish representative and comparative set of their metal-binding and redox properties by using innovative ESI MS-based approaches. Objective no. 1. To determine metal-binding affinities for different zinc finger (ZF) proteins like CCCC, CCHC, CCHH, CCHHC, CCHCC ZF and their realtive metal-binding affinities in respect to metallothioneins. Objective no. 2. To apply 2-mercapoethanol (2-ME) as nonionic reagent as reducing agent in ESI-MS studies and to introduce corresponding redox buffer system composed from 2-ME/2-MEox, for determination of midpoint redox potentials for cellular proteins. Objective no. 3. To determine midpoint redox potential values for different zinc finger (ZF) proteins like CCCC, CCHC, CCHH, CCHHC, CCHCC ZF and their reaction with oxidative signalling molecules. Objective no. 4. To apply paramagnetic NMR for elucidation of the structure of Cu(II)-saturated Aß fibrils, which might provide basis for structure-based design of drugs and diagnostics. Objectives no. 5. Mitochondrial dysfunctioning plays a central role in a number of important cellular processes like apoptosis and is also involved in ageing and in neurodegenerative diseases. One reason for mitochondrial dysfunctioning is incompletely metallated cytochrome c oxidase (CCO)that disrupts electron transfer chain for molecular oxygen and leads to inhibition of oxidative phosphorylation. Several studies have shown decreased CCO levels or activity in Alzheimers disease (AD) brain, which might be caused from its incomplete metalation. Besides other reasons, insufficient/decreased activity of CCO might also be caused by upregulation of MTs that occurs in response to a variety of conditions including oxidative stress. Based on our studies indicating that MTs have superior copper-binding affinity we plan to test, whether overexpression of cellular metallothionein may lead to the demetallation of mitochondrial copper chaperones Cox17, Sco1/2 and CuA site of CCO, which in its own turn might affects negatively mitochondrial oxidative metabolism.
- Kasutades NMR, ESI MS-i selgitati SOD metalleerimise mehhanism SOD vase saperooni CCS abil - Banci L, et al. Human superoxide dismutase 1 (hSOD1) maturation through interaction with human copper chaperone for SOD1 (hCCS). Proc Natl Acad Sci USA. (2012), 109(34), 13555-13560. - ESI MS abil selgitati IGF-1 metallide sidumise ja redoksomadused. Smirnova J, et al. Redox and Metal ion binding properties of human insulin-like growth factor 1 determined by electrospray ionization mass spectrometry. Biochemistry. (2012), 51(29), 5851-5859. - Teostati metallisidumismehhanismide analüüs neurodegeneratiivsetes haigustes osalevatele valkudele - Tõugu V, Palumaa P. Coordination of zinc ions to the key proteins of neurodegenerative diseases: amyloid-b peptide, APP, a-synuclein and prion protein. Coordination Chemistry Reviews, (2012), 256(19-20), 2219 - 2224; Palumaa, P. FEBS Letters (2013), 587(13), 1902 - 1910. - Näidati, et mitmed madalamolekulaarsed ligandid mõjutavad ThT fluorestsentsi. Noormägi A, et.al. Interference of low-molecular substances with the thioflavin-T fluorescence assay of amyloid fibrils. J Pept Sci. (2012), 18(1), 59-64. - Kasutades ESI MS metoodikat uuriti stefiin B oligomerisatsiooni tasakaalu ja selle rolli valgu fibrillisatsioonis. Taler-Verčič et al. The role of initial oligomers in amyloid fibril formation by human stefin B. International Journal of Molecular Sciences, (2013)14(9), 18362 - 18384. - Töötati välja türosiini endogeense fluorestsentsi muutuste määramisel baseeruv metoodika metalliioonide sidumise uurimiseks ja määrati Cu(II) ioonide afiinsus mudelvalgu - insuliini monomeeride suhtes. Gavrilova J. et al. Affinity of zinc and copper ions to insulin monomers. Metallomics (2014), 6, 1296 - 1300. - Kasutades NMR, EPR ja ESI MS tehnoloogiaid määrati raud-väävel klastrite assambleerumisvalkude GRX5, ISCA1 ja ISCA2 struktuur ja uuriti nende funktsioneerimise iseärasusi. Banci L. et al. Formation of [4Fe-4S] clusters in the mitochondrial iron-sulfur cluster assembly machinery. Journal of the American Chemical Society (2014), 136, 16240 - 16250.