Naslov
Interakcija metil-transferaze Sgm s bakterijskim ribosomom
(Interaction of Sgm methyltransferase with the bacterial ribosome)

Autori
Obranić (Čubrilo), Sonja

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Farmaceutsko-biokemijski fakultet

Mjesto
Zagreb

Datum
13.01

Godina
2011

Stranica
153

Mentor
Maravić Vlahoviček, Gordana

Ključne riječi
Metil-transferaza Sgm; aminoglikozidni antibiotici; ciljana mutageneza; bakterijski ribosom; 16S rRNA; G1405; m7G
(Sgm methyltransferase; aminoglycoside antibiotics; site-directed mutagenesis; bacterial ribosome; 16S rRNA; G1405; m7G)

Sažetak
Bakterijska rezistencija na aminoglikozidne antibiotike predstavlja globalni zdravstveni problem zbog njihove široke uporabe u liječenju brojnih infekcija uzrokovanih Gram-pozitivnim i Gram-negativnim bakterijama. U proteklih nekoliko godina u klinici je zabilježena bakterijska rezistencija na aminoglikozide temeljena na djelovanju metil-transferaza iz porodica Arm i Kam koje metilacijom specifičnog nukleotida unutar 16S rRNA sprečavaju vezanje antibiotika na ribosom. Ovaj oblik rezistencije iznimno je učinkovit i brzo se širi horizontalnim prijenosom, što predstavlja prijetnju uspješnoj uporabi aminoglikozidnih antibiotika. Predmet istraživanja ovog rada je metil-transferaza Sgm, pripadnik enzima iz porodice Arm. Gen sgm izoliran je iz prirodnog proizvođača antibiotika, aktinomiceta Micromonospora zionensis. Ciljanom mutagenezom promijenjene su mahom visoko očuvane aminokiseline metil-transferaze Sgm s ciljem ispitivanja njihove funkcije u prepoznavanju supstrata, kofaktora i samoj katalizi. Pokusima in vivo ispitana je sposobnost ostvarivanja rezistencije na kanamicin u prirodno osjetljivim stanicama E. coli. Određen je supstrat metil-transferaze Sgm koji enzim učinkovito metilira u uvjetima in vitro, kao i točno mjesto i vrsta metilacije u 16S rRNA. U mjesto A unutar 16S rRNA ciljanom su mutagenezom uvedene mutacije te su testovima in vivo i in vitro ispitane karakteristike veznog mjesta metil-transferaze Sgm na bakterijskom ribosomu. Dobiveni rezultati pokazuju da su istražene evolucijski očuvane aminokiseline ključne za aktivnost enzima. U vezanju supstrata sudjeluju aminokiseline R33, K54, R108, E205 i R236, dok aminokiseline G135, D156, D158 i R182 sudjeluju u vezanju kofaktora AdoMet. Za katalitičku aktivnost enzima ključne su aminokiseline K199 i E267 koje sudjeluju u tvorbi veznog mjesta za ciljni gvanin. U uvjetima in vitro metil-transferaza Sgm učinkovito metilira malu ribosomsku podjedinicu uvođenjem metilacije na položaju N7 nukleotida G1405 u 16S rRNA. Metil-transferaza Sgm ometa djelovanje metil-transferaze RsmF koja metilira susjedni nukleotid C1407 u sklopu posttranskripcijske dorade 16S rRNA. Nukleotidi A1408 i A1500 u 16S rRNA dio su veznog mjesta metil-transferaze Sgm na bakterijskom ribosomu, dok za vezanje enzima nisu nužni nukleotidi C1402, U1406, C1409, G1491 i C1496. Prisutnost metil-transferaze Sgm negativno utječe na brzinu rasta stanica E. coli u konkurentnim uvjetima rasta. Stanice koje sadrže metil-transferazu Sgm imaju prednost u rastu isključivo u prisutnosti aminoglikozidnih antibiotika. Rad predstavlja temelje za istraživanje inhibitora enzima iz porodica Arm koji bi onemogućili ovaj iznimo učinkovit vid bakterijske otpornosti prema aminoglikozidnim antibioticima.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Biologija

POVEZANOST RADA