See veebileht kasutab küpsiseid kasutaja sessiooni andmete hoidmiseks. Veebilehe kasutamisega nõustute ETISe kasutustingimustega. Loe rohkem
Olen nõus
"Personaalne uurimistoetus (PUT)" projekt PUT37
PUT37 "ppGpp-vahendatud RSH valkude aktiveerimine: allosteerilise regulatsiooni mehhanismist poomisvastuse üldise loogikani (1.01.2013−31.12.2016)", Vasili Hauryliuk, Tartu Ülikool, Loodus- ja täppisteaduste valdkond, tehnoloogiainstituut.
PUT37
ppGpp-vahendatud RSH valkude aktiveerimine: allosteerilise regulatsiooni mehhanismist poomisvastuse üldise loogikani
ppGpp-mediated activation of RSH proteins: from the mechanism of allosteric regulation to computational properties of the stringent response system
1.01.2013
31.12.2016
Teadus- ja arendusprojekt
Personaalne uurimistoetus (PUT)
Otsinguprojekt
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
1. Bio- ja keskkonnateadused1.2. MikrobioloogiaB230 Mikrobioloogia, bakterioloogia, viroloogia, mükoloogia 1.5. Bioteadused (bioloogia, botaanika, bakterioloogia, mikrobioloogia, zooloogia, entomoloogia, geneetika, biokeemia, biofüüsika jt30,0
1. Bio- ja keskkonnateadused1.12. Bio- ja keskkonnateadustega seotud uuringud, näiteks biotehnoloogia, molekulaarbioloogia, rakubioloogia, biofüüsika, majandus- ja tehnoloogiauuringudB120 Molekulaarne biofüüsika1.5. Bioteadused (bioloogia, botaanika, bakterioloogia, mikrobioloogia, zooloogia, entomoloogia, geneetika, biokeemia, biofüüsika jt20,0
PerioodSumma
01.01.2013−31.12.201364 856,00 EUR
01.01.2014−31.12.201464 856,00 EUR
01.01.2015−31.12.201564 856,00 EUR
01.01.2016−31.12.201664 856,00 EUR
259 424,00 EUR

Poomisvastus (stringent response) on bakterite kohanemisvõime seisukohalt keskse tähtsusega protsess, mille toimimiseks vajaliku nukleotiidse signaalmolekuli, ppGpp taset reguleerivad RelA/SpoT-ga homoloogsed (RSH) valgud. Avastasime hiljuti, et E. coli RSH valgu RelA ppGpp-sünteesi aktiivsus, moodustades otsese positiivse tagasiside kontroll-elemendi, on tugevasti indutseeritud oma lõpp-produkti, ppGpp poolt. Kasutades kombinatsioone biokeemia, evolutsioon, mikroskoopia ja struktuuribioloogia meetoditest, on meie eesmärgiks vastata järgnevatele küsimustele. Esiteks, milline on ppGpp-sõltuva RelA aktivatsiooni molekulaarne mehanism? Teiseks, millised kolmekümnest RSH grupist on või ei ole ppGpp poolt reguleeritud? Kolmandaks, kuidas mõjutavad RelA aktiivsuse regulatsiooni interaktsioonid ribosoomi kompleksidega ja millised molekulaarsed tegurid selles osalevad? Neljandaks, kuidas avaldub ppGpp-vahendatud RelA regulatsiooni kineetika üksikraku ja populatsiooni tasemel?
The stringent response is a core adaptation mechanism in bacteria, mediated via changes in the intracellular concentration of the alarmone nucleotide ppGpp by RelA/SpoT Homologue (RSH) proteins. Recently we discovered that Escherichia coli RSH protein RelA’s ppGpp synthesis activity is strongly induced by its product, ppGpp, creating a direct positive feedback loop control element. Using a combination of biochemical, evolutionary, microscopic and structural approaches, we aim to answer the following questions: First, what is the molecular mechanism of RelA’s ppGpp-mediated activation? Second, which of the 30 groups of the RSHs are and are not regulated by ppGpp? Third, how is RelA’s interactions the ribosomal complexes translated into regulation of RelA’s activity and what are the molecular determinants involved? Fourth, how are the kinetics of ppGpp-mediated regulation of RelA manifested on the single cell and population levels?
Käesoleva töö eesmärgiks oli bakteriaalse poomisvastuse (stringent response) uurimine, kasutades kombinatsiooni biokeemia, fülogeneetilise analüüsi ja mikrobioloogia meetoditest. Töö tulemusel saime teada, et Enterococcus faecalis’e väike alarmooni süntetaas RelQ, ühe domeeni ja ribosoomist sõltumatu aktiivsusega (p)ppGpp süntetaas, on aktiveeritav reaktsiooni lõpp-produkti poolt (Gaca 2015 J. Bacteriology). Samuti avastasime RelQ ensüümi uudse omaduse, tegemist on RNA-ga järjestus-spetsiifiliselt seonduva valguga: (p)ppGpp-sünteesi aktiivsus on tugevasti inhibeeritud üheahelalise RNA-ga seondumisel ning (p)ppGpp, ensüümi allosteeriline aktivaator, töötab sellele inhibitsioonile vastu (Beljantseva 2017 PNAS). Mikrobioloogiliste uuringutega kirjeldasime poomisvastuse rolli nii Escherichia coli statsionaarsest kasvufaasist üleminekul eksponentsiaalsesse (Varik 2016 Scientific Reports) kui antibiootikumi tolerantsuse puhul (Kudrin 2017 AAC). Samuti proovisime erinevaid strateegiaid poomisvastuse inhibeerimiseks, kasutades keemiliste ühendite kogu (Andresen 2016 Scientific Reports, a), peptiidseid (Andresen 2016 Scientific Reports, b) ja nukleotiidseid (Beljantseva 2017 Scientific Reports) ühendeid. Meie ja teiste teadusgruppide tulemused paluti kokku võtta ülevaateartiklis bakteriaalse poomisvastuse evolutsioonist ja mehhanismidest (Hauryliuk 2015 Nature Reviews Microbiology). Lisaks poomisvastuse paremale mõistmisele on projekt edendanud ka mitmeid seonduvaid valdkondi: bakteri ja mitokondri valgusünteesi mehhanismid ja evolutsioon (Kuzmenko 2016 Scientific Reports); antibiootikumide toimemehhanismid ja tolerantsus (Borg 2015 JBC).